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Ensembles of neural network with stochastic optimization algorithms in predicting concrete tensile strength

  • Hu, Juan;Dong, Fenghui;Qiu, Yiqi;Xi, Lei;Majdi, Ali;Ali, H. Elhosiny
    • Steel and Composite Structures
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    • 제45권2호
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    • pp.205-218
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    • 2022
  • Proper calculation of splitting tensile strength (STS) of concrete has been a crucial task, due to the wide use of concrete in the construction sector. Following many recent studies that have proposed various predictive models for this aim, this study suggests and tests the functionality of three hybrid models in predicting the STS from the characteristics of the mixture components including cement compressive strength, cement tensile strength, curing age, the maximum size of the crushed stone, stone powder content, sand fine modulus, water to binder ratio, and the ratio of sand. A multi-layer perceptron (MLP) neural network incorporates invasive weed optimization (IWO), cuttlefish optimization algorithm (CFOA), and electrostatic discharge algorithm (ESDA) which are among the newest optimization techniques. A dataset from the earlier literature is used for exploring and extrapolating the STS behavior. The results acquired from several accuracy criteria demonstrated a nice learning capability for all three hybrid models viz. IWO-MLP, CFOA-MLP, and ESDA-MLP. Also in the prediction phase, the prediction products were in a promising agreement (above 88%) with experimental results. However, a comparative look revealed the ESDA-MLP as the most accurate predictor. Considering mean absolute percentage error (MAPE) index, the error of ESDA-MLP was 9.05%, while the corresponding value for IWO-MLP and CFOA-MLP was 9.17 and 13.97%, respectively. Since the combination of MLP and ESDA can be an effective tool for optimizing the concrete mixture toward a desirable STS, the last part of this study is dedicated to extracting a predictive formula from this model.

블랜칭 처리가 비트의 품질특성과 항산화 활성에 미치는 영향 (Effect of Blanching Treatment on Quality Characteristics and Antioxidant Activity of Beetroots)

  • 최해연;김수빈;고은성;추지혜;전희경;최진희
    • 한국식생활문화학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.434-441
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    • 2023
  • This study investigated quality characteristics and antioxidant activity of beetroots after blanching. Beetroots were blanched in distilled water, 2% NaCl water, and 2% citric acid water at 100℃ for 3 minutes (the blanched group). The moisture content was highest in the control (CON) at 91.30% (p<0.05), and cooking loss was lowest in the water-blanched beetroot (BW) at 5.39% (p<0.01). Chromaticity decreased after blanching compared to CON (p<0.001). Total polyphenol contents (TPC) and total flavonoid contents (TFC) decreased after blanching, and as a result of comparing the True retention (TR) of the blanching treatment group, BW had the highest with TPC TR 91.22% and TFC TR 70.51%. DPPH and ABTS+radical scavenging activities were highest in the CON, and in the blanching group BW was highest scavenging activity. The total number of microorganisms in the CON group was 2.97 log CFU/g, whereas no microorganisms were detected in the blanched groups. Therefore, this study, blanching in water without additives is the most appropriate method for preserving physiologically active substances and nutrients in beetroots and inhibiting microbial growth.

QR코드에 대한 언론 보도 경향: 2008-2023년 뉴스 빅데이터 분석 (An Analysis of News Media Coverage of the QRcode: Based on 2008-2023 News Big Data)

  • 김선정;이지수
    • 정보관리학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.269-294
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    • 2024
  • 본 연구는 QR코드 주제 관련 뉴스의 보도 경향 분석을 위해 한국언론진흥재단의 빅카인즈에서 2008년부터 2023년까지 16년간의 뉴스 기사 데이터 13,335건을 수집하였다. 연간 및 주제별 보도량을 통해 양적 변화 추이를 살펴보고, 단어 빈도 분석을 실시하였으며, 동시 출현 단어를 활용한 네트워크 분석을 통해 시기별 주요 보도 내용을 분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. QR코드 관련 언론에서의 보도는 지속적으로 증가하였으며, 2020년에 보도량이 가장 많은 것으로 나타났다. 'IT·과학' 주제에서 가장 많이 보도되었으며, '스마트폰', '서비스', '애플리케이션', '결제' 등이 QR코드와 함께 주요 단어로 다뤄졌다. 연구 결과, 언론을 통해 QR코드의 정보 제공 및 전달, 정보의 인식 및 식별 기능이 부각 되었다. QR코드는 정보통신기술의 발달과 모바일 기기의 보편화에 따라 그 사용이 확대되었으며, 사회의 전반에서 대중적인 정보 매체로 활용되고 있는 것으로 나타났다.

Novel synthesis of nanocrystalline thin films by design and control of deposition energy and plasma

  • Han, Jeon G.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.77-77
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    • 2016
  • Thin films synthesized by plasma processes have been widely applied in a variety of industrial sectors. The structure control of thin film is one of prime factor in most of these applications. It is well known that the structure of this film is closely associated with plasma parameters and species of plasma which are electrons, ions, radical and neutrals in plasma processes. However the precise control of structure by plasma process is still limited due to inherent complexity, reproducibility and control problems in practical implementation of plasma processing. Therefore the study on the fundamental physical properties that govern the plasmas becomes more crucial for molecular scale control of film structure and corresponding properties for new generation nano scale film materials development and application. The thin films are formed through nucleation and growth stages during thin film depostion. Such stages involve adsorption, surface diffusion, chemical binding and other atomic processes at surfaces. This requires identification, determination and quantification of the surface activity of the species in the plasma. Specifically, the ions and neutrals have kinetic energies ranging from ~ thermal up to tens of eV, which are generated by electron impact of the polyatomic precursor, gas phase reaction, and interactions with the substrate and reactor walls. The present work highlights these aspects for the controlled and low-temperature plasma enhanced chemical vapour disposition (PECVD) of Si-based films like crystalline Si (c-Si), Si-quantum dot, and sputtered crystalline C by the design and control of radicals, plasmas and the deposition energy. Additionally, there is growing demand on the low-temperature deposition process with low hydrogen content by PECVD. The deposition temperature can be reduced significantly by utilizing alternative plasma concepts to lower the reaction activation energy. Evolution in this area continues and has recently produced solutions by increasing the plasma excitation frequency from radio frequency to ultra high frequency (UHF) and in the range of microwave. In this sense, the necessity of dedicated experimental studies, diagnostics and computer modelling of process plasmas to quantify the effect of the unique chemistry and structure of the growing film by radical and plasma control is realized. Different low-temperature PECVD processes using RF, UHF, and RF/UHF hybrid plasmas along with magnetron sputtering plasmas are investigated using numerous diagnostics and film analysis tools. The broad outlook of this work also outlines some of the 'Grand Scientific Challenges' to which significant contributions from plasma nanoscience-related research can be foreseen.

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차세대 무선 네트워크 환경에서 메시지 보호를 위한 통신 시스템 설계 (A Design Communication System for Message Protection in Next Generation Wireless Network Environment)

  • 민소연;진병욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.4884-4890
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    • 2015
  • 전 세계의 인구가 1인 평균 2대의 모바일 디바이스를 소지하는 시대가 다가오고 있으며 무선 네트워크 시장이 점차 확장되고 있다. 모바일 기기의 활용도가 높아짐에 따라서 와이파이(Wi-fi, Wireless Fidelity=Wireless LAN)가 선호하는 네트워크로 떠오르고 있다. 와이파이를 기반으로 공공기관, 의료, 교육러닝 및 콘텐츠, 제조, 리테일 등 다양한 영역에서 새로운 가치를 창출해가고 있으며, 글로벌 네트워크가 구축되어 복합적인 서비스를 제공하고 있다. 하지만 차세대 무선 네트워크 환경에서 무선 디바이스 식별자 취약, MAC 위조를 통한 네트워크 자원의 불법 이용, 무선 인증키 크래킹, 미허가 AP/디바이스에 대한 공격과 같은 취약점이 존재하고 있다. 또한 인증 고도화 및 안전한 고속 보안 접속과 같은 보안기술연구가 거의 진행되고 있지 않다. 그러므로 본 논문에서는 차세대 무선 네트워크 환경의 메시지 보호를 위한 디바이스 식별과 콘텐츠 분류 및 저장 프로토콜을 설계하여 안전한 통신 시스템을 설계한다. 제안한 프로토콜은 기존의 무선 네트워크 환경에서 발생하는 보안취약점에 관하여 안전성을 분석하였고 기존의 무선 네트워크 환경의 암호기법을 비교분석하여 보안성을 분석하였다. 기존의 암호시스템 WPA2-PSK보다는 대략 0.72배 느리지만, 보안성에서는 안전성을 강화되었다.

태양전지 봉지재용 에틸렌-프로펠렌 공중합체의 결정화 거동에 관한 연구 (Study on crystallization behavior of an ethylene-polypropylene copolymer based encapsulant for photovoltaic application)

  • 손영곤
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.737-742
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    • 2016
  • 태양 전지에 사용되는 봉지재는 EVA (ethylene vinylacetate copolymer)가 주로 사용되고 있으나, 긴 경화시간 및 경화 시 사용되는 라디칼 개시제에 의한 열변성에 의한 문제점이 해결되지 않고 있다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위하여 에틸렌-프로필렌 공중합체를 봉지재로서 타당한가 조사하고자 하였다. 에틸렌/프로필렌 함량이 다른 다섯 종류의 시료를 대상으로 연구하였다. 시료들의 결정화 거동과 결정 구조를 관찰하기 위하여 시차주사열량계와 광각 x-선 회절 분석기를 사용하였다. 에틸렌의 함량이 높을수록 결정화도, 밀도 및 유리전이 온도 낮아지는 전형적인 결과를 보였다. 그러나 결정들의 용융 온도는 에틸렌 20.1 과 22.2 mol. % 인 경우가 제일 높은 특이한 결과를 보였는데 이는 중합 시 특수 촉매에 의한 블록 공중합체와 같은 구조 때문이었다. 이 때문에 에틸렌 함량이 제일 낮은 종류가 투명도가 높고 내열성이 우수하다는 것을 알 수 있었고 봉지재에 가장 적하는 결론을 내렸다. 또한 결정화 시간을 증가시킬수록 새로운 용융 피크가 생성되는 것을 볼 수 있었는데 이는 어닐링에 의해 새로운 결정 구조가 형성되기 때문인 것을 X선 회절 분석을 통하여 알 수 있었다.

Al-2Zn-1Cu-0.3Mg합금의 Sc첨가에 따른 미세조직, 전기전도도, 열전도도 및 기계적 특성 변화 (Effect of Sc Addition on Microstructure, Electrical Conductivity, Thermal Conductivity and Mechanical Properties of Al-2Zn-1Cu-0.3Mg Based Alloy)

  • 나상수;김용호;손현택;이성희
    • 한국재료학회지
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    • 제30권10호
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    • pp.542-549
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    • 2020
  • Effects of Sc addition on microstructure, electrical conductivity, thermal conductivity and mechanical properties of the as-cast and as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-xSc (x = 0, 0.25, 0.5 wt%) alloys are investigated. The average grain size of the as-cast Al-2Zn-1Cu-0.3Mg alloy is 2,334 ㎛; however, this value drops to 914 and 529 ㎛ with addition of Sc element at 0.25 wt% and 0.5 wt%, respectively. This grain refinement is due to primary Al3Sc phase forming during solidification. The as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg alloy has a recrystallization structure consisting of almost equiaxed grains. However, the as-extruded Sc-containing alloys consist of grains that are extremely elongated in the extrusion direction. In addition, it is found that the proportion of low-angle grain boundaries below 15 degree is dominant. This is because the addition of Sc results in the formation of coherent and nano-scale Al3Sc phases during hot extrusion, inhibiting the process of recrystallization and improving the strength by pinning of dislocations and the formation of subgrain boundaries. The maximum values of the yield and tensile strength are 126 MPa and 215 MPa for the as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-0.25Sc alloy, respectively. The increase in strength is probably due to the existence of nano-scale Al3Sc precipitates and dense Al2Cu phases. Thermal conductivity of the as-cast Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-xSc alloy is reduced to 204, 187 and 183 W/MK by additions of elemental Sc of 0, 0.25 and 0.5 wt%, respectively. On the other hand, the thermal conductivity of the as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-xSc alloy is about 200 W/Mk regardless of the content of Sc. This is because of the formation of coherent Al3Sc phase, which decreases Sc content and causes extremely high electrical resistivity.

Zn-Al의 구성비율에 따른 금속용사 공법의 방식성능에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of The Corrosion Protection Performance of The Metal Spraying Process in accordance with ratio of Zn-Al)

  • 김해;엄성현;정현규;이정배;김성수;안재우
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권2호
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    • pp.56-65
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    • 2017
  • 본 연구는 금속용사 공법의 희생양극재료인 Zn, Al의 구성비율에 따른 방식성능에 관한 실험적 연구이다. 금속용사의 분사 방법으로는 Arc 금속용사 공법을 사용하였으며, Zn, Al의 구성비율 및 코팅 두께를 달리하여 시편을 제작하였다. 실험방법으로는 CASS 염수분무 실험에 준하여 실시하였으며 CASS 염수분무 시작일로부터 1, 3, 7, 15일 동안 실험체의 부식상태를 육안으로 관찰하였다. 본 연구결과 Al의 함량이 증가함에 따라 부식에 대한 방식성능이 증가함을 확인하였으며, 코팅두께 $80{\mu}m$ 이상을 확보하여야만 우수한 방식성능이 발현되는 것을 확인하였다. 또한 CASS 실험 후 금속용사 실험체의 단면 형상 관찰하기 위해 SEM 분석을 실시하였으며, 분석결과 Al의 함량이 증가할수록 금속용사 코팅층의 열화가 감소하는 것을 확인하였다.

복합재료 섬유흡착제를 이용한 해수로부터 우라늄 분리에 관한 연구(2)(흡-탈착 특성) (Studies on the Separation of Uranium from Seawater by Composite Fiber Adsorbents(2)(Characterization of Adsorption-Desorption))

  • 황택성;박정기;홍성권;신현택;노영창
    • 한국재료학회지
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    • 제6권8호
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    • pp.761-767
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    • 1996
  • 아미드옥심기와 복합재료 섬유흡착제를 제조하였고 해수로부터 우라늄이온의 분리 특성을 조사하였다. 흡착량은 흡착시간이 증가함에 따라 증가하였고 An:TEGMA:DVB의 몰비가 1:0.1:0.003인 수지가 pH 8 부근에서 최대 흡착능을 나타내었다. 또한 흡착량은 CFA에 첨가한 흡착제의 양이 증가함에 따라 증가하였으며 1시간 까지 선형적으로 증가하였고, $25^{\circ}C$에서 최대흡착량을 나타내었다. 한편 Ca, Mg 이온은 흡-탈착 cycle이 반복될수록 증가하였으며 그양은 각각 0.3, 0.9mmole/g-Ads로 우라늄 이온의 그것보다 매우 낮았다. 흡착된 우라늄 이온의 탈착은 흡착제의 종류에 관계없이 약 30분 이내에 거의 100% 탈착되었다.

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토머스 제퍼슨의 버지니아대학교 식물원 구상 배경과 내용 (The Background and Content of Thomas Jefferson's Plan for a Botanical Garden for the University of Virginia)

  • 김정화
    • 한국조경학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.49-59
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    • 2019
  • 본 연구는 토머스 제퍼슨의 버지니아대학교 식물원 구상의 배경과 내용을 고찰한다. 제퍼슨이 식물원 설립을 추진했던 시기가 유럽에서 식물원이 약용 식물원에서 진화한 때이자 미국에서 여러 식물원이 설립된 초창기라는 사실에 주목하여 동시대 식물원과 비교하여 버지니아대학교 식물원 구상의 특징을 짚어내고자 하였다. 이를 위해 19세기 전후 구미 주요 식물원의 역할과 공간 구조를 분석하여 경향을 파악하였다. 이와 함께 식물학과 식물원에 대한 제퍼슨의 관점과 식물원 구상안을 검토하며 버지니아대학교 식물원을 당대 사례와 비교 검토하였다. 연구 결과 그 배경은 18세기 후반 유럽에서 두드러지게 나타난 국가 경제를 견인하는 실용 과학으로서 식물 교육과 연구의 중요성에 대한 사회 인식, 그리고 식물학과 식물원에 대한 정보와 식물을 교환하는 네트워크에서 찾을 수 있다. 버지니아대학교 식물원 구상은 공공 식물원의 역할에 대한 식물학자 코레아의 의견이 바탕이 되어 제퍼슨에 의해 부지 조성과 개략적인 공간 구성, 식물 수급 방안을 포함한 실행 전략으로 발전되었다. 동시대 식물원 사이에서 버지니아대학교 식물원 구상이 지니는 특징은 다음과 같다. 첫째, 초본 이외에 교목 정원을 별도로 구성하고 의학이 아닌 식물학 연구와 교육을 강조했던 측면에서 18세기 후반 유럽 식물원의 약용 식물원에서 식물원으로의 진화와 같은 경향을 보인다. 둘째, 장식적 요소를 배제하고 온실 설치를 거부하며 지역 기후에 적합한 해외 실용 식물을 확산시키려 했다는 점에서 유럽과 미국의 많은 식물원과 다르다. 본 연구는 버지니아대학교 식물원 구상을 사례로 19세기 전후 식물원의 역사와 문화에 대한 이해의 폭을 넓히는데 기여한다는 점에서 의의를 지닌다.