• 제목/요약/키워드: Water modeling experiment

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3D OSEM 재구성 법에서 반복연산(Iteration) 횟수와 부분집합(Subset) 개수 변경에 따른 영상의 질 평가 (The Evaluation of Reconstructed Images in 3D OSEM According to Iteration and Subset Number)

  • 김동석;김성환;심동오;유희재
    • 핵의학기술
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    • 제15권1호
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    • pp.17-24
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    • 2011
  • 현재 핵의학 분야에서는 디지털 컴퓨터의 급속한 발전 및 응용으로 인해 FBP 법의 대용으로 OSEM 알고리즘과 같은 고속 영상 재구성 알고리즘이 널리 이용되고 있다. 그 동안 여러 연구에서 파라미터 변경에 따른 OSEM 재구성 영상 질 변화에 대한 평가가 이루어져 왔으나, 어떠한 파라미터를 적용할 지에 관해서는 명확하게 정해진 것은 없다. 본 연구에서는 3D beam modeling을 적용한 3D OSEM 재구성 법에서 iteration 횟수와 subset 개수 변경에 따른 영상의 질 변화를 팬텀 실험과 환자 데이터을 통해 확인하고자 한다. 환자 데이터는 2010년 8월부터 9월까지 본원 핵의학과에서 Brain SPECT를 시행한 환자 5명을 대상으로 연구 분석하였다. 영상은 물과 $^{99m}Tc$ (500 MBq)을 균등하게 혼합한 Jaszczak 팬텀을 이용하여 Siemens사의 이중 헤드 감마 카메라 Symbia T2에서 획득하였다. 환자 데이터는 영상 재구성 시 환자 데이터와 팬텀 데이터 모두 iteration 횟수는 1, 4, 8, 12, 24, 48회, subset 개수는 2, 4, 8, 16, 32개로 변화를 주며 각각의 영상을 재구성하였다. 재구성된 각각의 영상에서 대조도와 영상의 잡음 정도를 가늠하기 위한 변이계수, FWHM을 산출하여 비교하였다. 팬텀 데이터와 환자 데이터에서 영상의 대조도와 공간해상력은 iteration 횟수와 subset 개수의 증가에 따라 모두 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈으나 변이계수는 두 파라미터의 증가에 따라 향상되는 경향을 보이지 않았다. Projection 시간에 따른 비교에서도 Projection 당 10초, 20초, 30초 영상에서 모두 영상 대조도와 FWHM은 iteration 횟수와 subset 개수 증가에 따라 선형적으로 향상되는 결과를 나타냈으나 변이계수는 향상되는 경향을 보이지 않았다. 본 실험을 통해 3D beam modeling을 적용한 3D OSEM 재구성 법 영상에서도 기존의 1D와 2D OSEM 재구성 법과 같이 iteration 횟수와 부분집합 개수 증가에 따라 향상하는 영상 대조도의 선형적 관계를 확인할 수 있었다. 하지만 이는 단순한 팬텀 실험과 일부 환자 데이터 만으로 얻은 결과이고, 실제 임상에서는 보다 구조적으로 복잡한 대상과 다양한 변수들이 존재 가능하기 때문에 본 실험의 데이터만을 바탕으로 이를 일반화하기에는 무리가 있으며 차후 실험들을 통해 3D OSEM 재구성 법에 대한 평가가 추가로 이루어져야 할 것이다.

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파랑.흐름 공존장에서의 철도차량 인공어초의 수리학적 특성 (Hydraulic Characteristics of Train Carriage Artificial Reef in Wave and Current Field Conditions)

  • 손병규;이병호;윤한삼
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권1호
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    • pp.108-117
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    • 2011
  • 본 연구에서는 해양수산자원 및 레크리에이션 증진을 위한 프로그램의 일부로 개발된 철도차량 인공어초의 수리학적 안정성 평가를 위해 수리모형실험을 수행하였다. Froude 상사법칙을 적용한 고정상 및 이동상 수리모형실험에서는 설계외력(파랑, 흐름 등)에 상당하는 조건에 따라 이론적/실험적 검토를 수행하였다. 실험결과로서 파랑-흐름공존장에서 어초의 안정성에 영향을 미치는 무차원 영향인자(설계파라메타)로서 쇄파상사지수, 수립자속도, 세굴/퇴적 등이 있으며, 고정상 실험에서 어초의 활동을 일으키는 한계조건은 쇄파상사지수에 따라서 무차원 최대수립자속도가 약 0.32 이상일 때 나타났다. 또한 이동상 실험에서 침하량(현장치)은 6~30cm이었다. 실험결과를 바탕으로 어초의 활동에 작용하는 외력의 방향과 저질 특성이 어초 시설적지를 선정할 때 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다.

뜸줄 길이가 패류껍질어구의 유실에 미치는 영향 (Effect of length of buoy line on loss of webfoot octopus pot)

  • 이건호;조삼광;차봉진;정성재
    • 수산해양기술연구
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    • 제52권4호
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    • pp.299-307
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    • 2016
  • This study aims to investigate effects of the length of the buoy and sand bag line on the loss of webfoot octopus pot. A numerical modeling and simulation was carried out to analyze the process that the pot gear affected by wave using the mass spring model. Through the simulation, tensions of sand bag line under various condition were investigated by length of buoy and sand bag line. The drag force and coefficient k of an artificial shell used in the webfoot octopus pot was obtained from an experiment in a circular water channel, and the coefficient k was applied to the simulation. To verify the accuracy of the simulation model, a simple test was conducted into measuring a rope tension of a hanging shell under flow. Then, the test result was compared with the simulation. The lengths of the buoy line in the simulation were 1.12, 1.41, 1.80, 2.23, 2.69, and 3.17 times of water depth. The lengths of sand bag line were 10, 20, 30, and 40 meters, and conditions of water depth were 8, 15, 22 meters. 4 meter height and 8 second period of wave were applied to all simulations. As a results, the tension of the sand bag line was decreased as the buoy and sand bag line were increased. The minimum tension of the sand bag line was appeared in conditions that the length of the buoy line is twice of water depth and the sand bag line length is over 40 meters (except in case of depth 8 meters.).

자동차용 고분자 연료전지 수소 재순환 시스템의 이상 유동해석 (Two-Phase Flow Analysis of The Hydrogen Recirculation System for Automotive Pem Fuel Cell)

  • 곽현주;정진택;김재춘;김용찬;오형석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권6호
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    • pp.446-454
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    • 2008
  • The purpose of this paper is to analyze two-phase flows of the hydrogen recirculation system. Two-phase flow modeling is one of the great challenges in the classical sciences. As with most problems in engineering, the interest in two-phase flow is due to its extreme importance in various industrial applications. In hydrogen recirculation systems of fuel cell, the changes in pressure and temperature affect the phase change of mixture. Therefore, two-phase flow analysis of the hydrogen recirculation system is very important. Two-phase computation fluid dynamics (CFD) calculations, using a commercial CFD package FLUENT 6.2, were employed to calculate the gas-liquid flow. A two-phase flow calculation was conducted to solve continuity, momentum, energy equation for each phase. Then, the mass transfer between water vapor and liquid water was calculated. Through an experiment to measure production of liquid water with change of pressure, the analysis model was verified. The predictions of rate of condensed liquid water with change of pressure were within an average error of about 5%. A comparison of experimental and computed data was found to be in good agreement. The variations of performance, properties, mass fraction and two-phase flow characteristic of mixture with resepct to the fuel cell power were investigated.

종이내 수분확산 (제4보) - 종이의 비정상상태 수분확산 모델과 섬유상 수분확산 계수 - (Molecular Diffusion of Water in Paper (IV) - Mathematical model and fiber-phase moisture diffusivities for unsteady-state moisture diffusion through paper substrates -)

  • 윤성훈;박종문;이병철
    • 펄프종이기술
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    • 제34권3호
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    • pp.17-24
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    • 2002
  • An unsteady-state moisture diffusion through cellulosic fibers in paper was characterized from the moisture sorption experiment and the mathematical modeling. The sorption experiment was conducted by exposing thin dry paper specimens to a constant temperature-humidity environment. Oven dried blotting papers and filter papers were used as test samples and the gains of their weights were constantly monitored and recorded as a function of sorption time. For a mathematical approach, the moisture transport was assumed to be an one-dimensional diffusion in thickness direction through the geometrically symmetric structure of paper. The model was asymptotically simplified with a short-term approximation. It gave us a new insight into the moisture uptake phenomena as a function of square root of sorption time. The fiber-phase moisture diffusivities(FPMD) of paper samples were then determined by correlating the experimental data with the unsteady-state diffusion model obtained. Their values were found to be on the order of magnitude of $10^{-6}-10^{-7}cm^2$/min., which were equivalent to the hypothetical effective diffusion coefficients at the limit of zero porosity. The moisture sorption curve predicted from the model fairly agreed with that obtained from the experiment at some limited initial stages of the moisture uptake process. The FPMD value of paper significantly varied depending upon the current moisture content of paper. The mean FPMD was about 0.7-0.8 times as large as the short-term approximated FPMD.

개수로에서의 후향단차 난류 흐름 RANS 수치모의 (A RANS modeling of backward-facing step turbulent flow in an open channel)

  • 김병주;백중철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권2호
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    • pp.147-157
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    • 2022
  • 후향단차 수공구조물의 모서리에서는 흐름분리가 발생하며 이로 인해 형성되는 전단층과 재순환 흐름 영역에서의 흐름은 복잡한 난류가 지배적이다. 물리적으로 안정하면서 성능이 보장되는 구조물 설계를 위해서는 이러한 난류 흐름의 거동을 정확하게 예측하고 분석하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 공학적으로 널리 이용되고 있는 대표적인 난류 모형인 k-ω SST 모형과 RNG k-ε 모형을 이용한 3차원 RANS 계산을 통해서 개수로에 설치된 후향단차를 통과하는 난류 흐름을 레이놀즈 수 23,400과 후르드 수 0.22의 조건에서 수치모의하고, 해석 결과를 기존 실험자료와 비교 분석하여 수치해석의 성능을 평가하고자 한다. 두 가지 난류 모형을 이용하여 구한 평균유속 분포를 보면 모두 경계층에서 관측된 실험값을 양호하게 잘 재현하는 것으로 나타났다. 재순환 영역 상부에서 계산된 평균유속을 보면 RNG k-ε 모형이 k-ω SST 모형보다 중앙부에서의 유속을 약 5% 정도 크게 계산하는 것으로 나타났다. 난류 통계량 관점에서 보면 두 난류 모형 모두 단차 모서리 직하류에서 흐름 분리로 인해 발생하는 레이놀즈 전단응력을 현저히 과소산정하는 한편, 재부착점 하류에서는 실험값을 상대적으로 양호하게 재현하는 것으로 나타났다. RNG k-ε 모형은 수로 바닥 부근 경계층에서의 전단응력 분포를 k-ω SST 모형보다는 우수한 정확도로 실험값을 계산하는 반면에 접근수로 경계층에서 그리고 단차 하류부에서는 경계층 상부에서 전단응력을 과대 산정하는 것으로 나타났다.

수온약층이 존재하는 천해역에서 단기간 음속구조 변화에 따른 음향 신호 전달 변동에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Underwater Sound Transmission by Short-term Variation of Sound Speed Profiles in Shallow-Water Channel with Thermocline)

  • 정동영;김시문;변성훈;임용곤
    • 한국음향학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.20-35
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    • 2015
  • 수중음향 전달채널의 임펄스 응답(Channel Impulse Response: CIR)은 음속구조(Sound Speed Profile: SSP)의 영향을 받으며, 채널 임펄스 응답의 변화는 수중음향통신 시스템의 성능에 중요한 영향을 미친다. 음속분포의 변화는 단기간 내에서도 나타날 수 있으며, 수중음향 모뎀 설계 시 반드시 고려되어야 한다. 이 논문은 2013년도에 제주도 동방해역에서 수행된 JACE13에서 취득된 데이터를 기반으로 음선전달 수치해석을 통해 단기간 동안 시간에 따라 변화하는 음속구조가 음향 신호 전달에 미치는 영향을 통계적으로 분석한 결과를 제시한다. 분석결과 송 수신기 수심별로 채널 임펄스 응답의 변화가 다양하게 나타나며, 송 수신기 수심이 깊을수록 음속구조의 변동에 따른 음향신호 전달 양상의 변화는 작아지고, 신호 준위가 높게 나타난다. 이 연구에서의 다양한 거리, 송, 수신기 수심에 따라 얻어진 채널 임펄스 응답 추정 결과는 수온약층에서의 하방굴절로 인한 연속된 해저면 반사와 작은 해저면 반사손실이 장거리 신호 전파에 중요한 요인이 될 수 있음을 보여주며, 시변동성을 갖는 해양환경에서의 수중 음향 통신은 시간에 따라서 성능이 충분히 달라질 수 있다는 것을 보여준다.

저수조내에서 수질의 경시적 변화에 관한 연구 (A Study on the Periodical Variations of Water Quality under the Condition of Stagnation)

  • 박병윤
    • 한국환경과학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.81-90
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    • 1995
  • In order to provide the basic information for the water quality modeling, the water pollution indicators of Sin stream and Keumho river flowing through Taegu city were measured, and the Periodical variations of these indicators were studied under the condition of stagnating for 19 days. For this experiment, three sampling sites(Sungpook bridge, Mutae bridge and Gangchang bridge) were selected. Sungpook bridge is located most down the Sin stream, Mutae bridge and Gangchang bridge are located on the lower Keumho river. The results were as follows. 1. The values of water pollution indicators measured at Mutae bridge were pH 8.7, TSS 51mg/1, TS 383mg/1, Cl- 60.68mg/1, turbidity 32FTU, DO 8.58mg/1, oxygen deficit 2.02mg/1, COD 16.32mg/1, organic carbon 13.60mg/1. 2. At Gangchang bridge located down more than Mutae bridge, the values of these indicators were pH 8.0, TSS 26mg/1, TS 737mg/1, Cl- 90.59mg/1, turbidity 37FTU,DO 3.49mg/1, oxygen deficit 7.11mg/1, COD 28.02mg/1, organic carbon 14.28mg/1. 3. At Sungpook bridge, the values of these indicators were pH 8.3, TSS 145mg/1, TS 344mg/1, Cl- 32.51mg/1, turbidity 60FTU, DO 6.53mg/1, oxygen deficit 4.07mg/1, COD 43.79mg/1, organic carbon 11.03mg/1. 4. At Mutae bridge and Sungpook bridge of which initial DOs were high, DOs have decreased under the condition of stagnating for 7 days and increased after that time. On the contrary, at Gangchang bridge of which oxygen deficit was very high(7.11mg/l), DO have increased under the condition of stagnating for 13 days and decreased after that time 5. All the samples showed the quick decrease of CODs and organic carbons under the condition of stagnating for 19 days. Nevertheless, at Sungpook bridge ·of which initial COD was yeW high(43.79mg/1), the value of COD measured at the last day of experiment was still high(21.35mg/1) because of a large quantity of reducing inorganic matters. 6. All the samples didn't show the distinct decrease of turbidities because of a large quantity of nonbiodegradable inorganic solids.

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인공 구조물에 의한 해빈변형 연구 (The Study of the Beach Change into Structures)

  • 김효섭;정병순;오병철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.1445-1449
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    • 2004
  • Even though there can be a relative long-term or short-term change of their size in natural beaches due to various changes of sea condition such as the location, weather condition (wind and rain) and sea water flow, the budget of deposits in a specific area is generally regarded to be in a condition of equilibrium in terms of technology. However, as coasts are developed by many different kinds of ways (such as construction of sea walls and estuarine, dredging for gathering the aggregate and shore protection construction for establishing a structure) and sources of silt and gravel from rivers are decreased in balanced beaches, the beaches are in a serious danger of lack of sand and sand sources which are one of the maul elements to consist of them. Many swimming beaches in East Sea are directly exposed by waves generated and transmitted from outer seas. On the other hand, the Song-Do sandy beach which is this study's target area has a great condition for beach development because it locates the deepest place that is relatively shallow in Young-Il Man and there is big energy decrease given to waves from outer seas while the waves are reaching the Song-Do beach. Nevertheless, it is considered that artificial condition changes such as dredging for site extension by POSCO, getting straight of Hyoung-San Gang river flow and extension of Po-Hang harbor caused the sand loss of the beach. Therefore, some recovery plans of Song-Do sandy beach will be presented in this study and they will be compared and examined each other by numerical modeling experiment. After that, the best plan will be recommended.

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Synthesis and characterization of poly(vinyl-alcohol)-poly(β-cyclodextrin) copolymer membranes for aniline extraction

  • Oughlis-Hammache, F.;Skiba, M.;Hallouard, F.;Moulahcene, L.;Kebiche-Senhadji, O.;Benamor, M.;Lahiani-Skiba, M.
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제7권3호
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    • pp.223-240
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    • 2016
  • In this study, poly(vinyl-alcohol) and water insoluble ${\beta}$-cyclodextrin polymer (${\beta}$-CDP) cross-linked with citric acid, have been used as macrocyclic carrier in the preparation of polymer inclusion membranes (PIMs) for aniline (as molecule model) extraction from aqueous media. The obtained membranes were firstly characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared and water swelling test. The transport of aniline was studied in a two-compartment transport cell under various experimental conditions, such as carrier content in the membranes, stirring rate and initial aniline concentration. The kinetic study was performed and the kinetic parameters were calculated as rate constant (k), permeability coefficient (P) and flux (J). These first results demonstrated the utility of such polymeric membranes for environmental decontamination of toxic organic molecules like aniline. Predictive modeling of transport flux through these materials was then studied using design of experiments; the design chosen was a two level full factorial design $2^k$. An empirical correlation between aniline transport flux and independent variables (Poly ${\beta}$-CD membrane content, agitation speed and initial aniline concentration) was successfully obtained. Statistical analysis showed that initial aniline concentration of the solution was the most important parameter in the study domain. The model revealed the existence of a strong interaction between the Poly ${\beta}$-CD membrane content and the stirring speed of the source solution. The good agreement between the model and the experimental transport data confirms the model's validity.