• 제목/요약/키워드: computational analysis

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Validation of a New Design of Tellurium Dioxide-Irradiated Target

  • Fllaoui, Aziz;Ghamad, Younes;Zoubir, Brahim;Ayaz, Zinel Abidine;Morabiti, Aissam El;Amayoud, Hafid;Chakir, El Mahjoub
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제48권5호
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    • pp.1273-1279
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    • 2016
  • Production of iodine-131 by neutron activation of tellurium in tellurium dioxide ($TeO_2$) material requires a target that meets the safety requirements. In a radiopharmaceutical production unit, a new lid for a can was designed, which permits tight sealing of the target by using tungsten inert gaswelding. The leakage rate of all prepared targets was assessed using a helium mass spectrometer. The accepted leakage rate is ${\leq}10^{-4}mbr.L/s$, according to the approved safety report related to iodine-131 production in the TRIGA Mark II research reactor (TRIGA: Training, Research, Isotopes, General Atomics). To confirm the resistance of the new design to the irradiation conditions in the TRIGA Mark II research reactor's central thimble, a study of heat effect on the sealed targets for 7 hours in an oven was conducted and the leakage rates were evaluated. The results show that the tightness of the targets is ensured up to $600^{\circ}C$ with the appearance of deformations on lids beyond $450^{\circ}C$. The study of heat transfer through the target was conducted by adopting a one-dimensional approximation, under consideration of the three transfer modes-convection, conduction, and radiation. The quantities of heat generated by gamma and neutron heating were calculated by a validated computational model for the neutronic simulation of the TRIGA Mark II research reactor using the Monte Carlo N-Particle transport code. Using the heat transfer equations according to the three modes of heat transfer, the thermal study of I-131 production by irradiation of the target in the central thimble showed that the temperatures of materials do not exceed the corresponding melting points. To validate this new design, several targets have been irradiated in the central thimble according to a preplanned irradiation program, going from4 hours of irradiation at a power level of 0.5MWup to 35 hours (7 h/d for 5 days a week) at 1.5MW. The results showthat the irradiated targets are tight because no iodine-131 was released in the atmosphere of the reactor building and in the reactor cooling water of the primary circuit.

암석물리모델링의 개념과 동해-1 가스전에의 적용 (Concept of Rock Physics Modeling and Application to Donghae-1 Gas Field)

  • 허덕기;김영석
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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    • pp.173-178
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    • 2008
  • 본 연구에서는 탄성물성과 저류물성의 관계를 규명하는 암석물리모델링 방법에 대해 소개하고 이를 동해-1 가스전의 저류층에 응용한 결과를 보고하고자 한다. 시추검층데이터를 이용하여 속도(Vp)와 공극률(\phi) 사이의 관계를 저류층 별로 파악하고, 투수율($\kappa$)과 공극률($\phi$)의 관계를 결합하여 Vp와 $\kappa$의 관계에 대한 연구를 수행하였다. Vp-$\phi$모델의 해석 결과 심부 저류층으로 갈수록 상대적으로 속성정도가 증가하고 분급이 불량함을 알 수 있었다. 또한, 위의 결과를 통해 저류층별로 P파 속도로부터 공극률을 정량적으로 예측 할 수 있는 관계식을 제시하였다. Vp-$\kappa$관계식은 시추검층, 코어실험, 박편을 이용한 투수율 예측 시뮬레이션을 통해 획득한 자료를 이용하여 $\kappa-\phi$의 관계식을 산정한 후 Vp-$\phi$관계식과 결합하여 얻을 수 있었고 이 결과 또한 보고하였다. $\kappa-\phi$관계식은 저류층간의 차이가 없어 하나의 모델로 제시하였으나, Vp-$\phi$ 관계식이 달라 저류층별로 각각 다른 Vp-$\kappa$관계식을 얻을 수 있었다. 본 연구에 사용된 암석물리학적 해석방법은 저류층의 특성해석에 있어서 발생될 수 있는 불확실성을 줄일 수 있고, 탄성파 탐사의 결과로부터 저류물성을 정량적이고 신뢰도 높게 판별 할 수 있는 강력한 도구를 제공할 것으로 기대된다.

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An Efficient Method to Compute Partial Atomic Charges of Large Molecules Using Reassociation of Fragments

  • Lee, Jung-Goo;Jeong, Ho-Young;Lee, Ho-Sull
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제24권3호
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    • pp.369-376
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    • 2003
  • Coulson (ZINDO), Mulliken $(MP2/6-31G^*)$ and Natural $(MP2/6-31G^*)$ population analyses of several large molecules were performed by the Fragment Reassociation (FR) method. The agreement between the conventional ZINDO (or conventional MP2) and FR-ZINDO (or FR-MP2) charges of these molecules was excellent. The standard deviations of the FR-ZINDO net atomic charges from the conventional ZINDO net atomic charges were 0.0008 for $C_{10}H_{22}$ (32 atoms), 0.0012 for $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COOH$ (53 atoms), 0.0014 for $NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COOH$ (54 atoms), 0.0017 for $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$ (52 atoms), 0.0019 for $NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$ (53 atoms), 0.0024 for a conjugated model $(O=CH-(CH=CH)_{15}-C=O-(CH=CH)_{12}-CH=CH_2)$, 118 atoms), 0.0038 for aglycoristocetin $(C_{60}N_7O_{19}H_{52}^+$, 138 atoms), 0.0023 for a polypropylene model complexed with a zirconocene catalyst $(C_{68}H-{121}Zr^+$, 190 atoms) and 0.0013 for magainin $(C_{112}N_{29}O_{28}SH_{177}$, 347 atoms), respectively. The standard deviations of the FR-MP2 Mulliken (or Natural) partial atomic charges from the conventional ones were 0.0016 (or 0.0016) for $C_{10}H_{22}$, 0.0019 (or 0.0018) for $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COOH$ and 0.0033 (or 0.0023) for $NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$, respectively. These errors were attributed to the shape of molecules, the choice of fragments and the degree of ionic characters of molecules as well as the choice of methods. The CPU time of aglycoristocetin, conjugated model, polypropylene model complexed with zirconocene and magainin computed by the FR-ZINDO method was respectively 2, 4, 6 and 21 times faster than that by the normal ZINDO method. The CPU time of $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COOH\;and\;NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$ computed by the FR-MP2 method was, respectively, 6 and 20 times faster than that by the normal MP2 method. The largest molecule calculated by the FR-ZINDO method was B-DNA (766 atoms). These results will enable us to compute atomic charges of huge molecules near future.

슬롯코팅에서 정상 및 비정상상태 컴퓨터해석을 통한 코팅의 균일성 분석 (Analysis of Coating Uniformity through Unsteady and Steady State Computer Simulation in Slot Coating)

  • 우정우;성달제;류민영
    • 폴리머
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    • 제38권5호
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    • pp.640-644
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    • 2014
  • 평판 디스플레이 제조공정 중의 하나인 유리기판 위에 감광액을 도포하는 과정에 슬롯코팅 방법이 많이 쓰이고 있다. 도포공정에서는 균일한 코팅 두께를 얻는 것이 중요하며, 코팅의 균일성은 노즐방향과 운전방향의 균일성으로 나뉜다. 운전방향의 코팅 균일성은 코터의 운전조건에 영향을 받고, 노즐방향의 균일성은 다이 내부의 흐름의 균일성에 영향을 받게 된다. 이러한 영향 인자들로 인해 코팅두께가 불균일한 현상이 발생하는데, 코터 진행의 초기 구간에는 비정상상태 구간으로 운전방향과 노즐방향으로 코팅두께가 균일하지 않다. 본 연구에서는 이러한 현상이 나타나는 원인을 파악하기 위해 비정상상태와 정상상태를 구별하여 해석하고 이를 실험과 비교하였다. 그 결과 감광액이 다이 내부에서 균일한 압력분포에 도달하기까지 시간이 필요하고 이로 인해 코팅 초기구간에서 다이의 양가장자리 영역의 속도가 중앙 영역에 비해 속도가 낮게 나타났으며 코팅 두께도 얇게 나타났다. 그러나 정상상태에 도달한 후에는 가장자리 영역의 속도가 중앙 영역보다 높게 나타났고 코팅 두께 역시 두껍게 나타났다.

저산소 환경에 대한 전체 유전자 발현 반응에서 미토콘드리아 호흡계의 연루 (Whole-genome Transcriptional Responses to Hypoxia in Respiration-proficient and Respiration-deficient Yeasts: Implication of the Mitochondrial Respiratory Chain in Oxygen-regulated Gene Expression)

  • 이보영;이종환;변준호;우동균
    • 생명과학회지
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    • 제26권10호
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    • pp.1137-1152
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    • 2016
  • 세포는 다양한 인체 질환에 관련되어 있는 저산소 환경을 인지하고 반응하며 적응한다. 저산소 상태에 적응하기 위해서는 hypoxic 유전자의 발현을 증가시키고 aerobic 유전자의 발현을 감소시키는 유전자 발현 조절이 필요하다. 최근 연구에서 미토콘드리아 호흡계가 이러한 유전자 발현 조절에 관여됨이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 호흡이 가능한 곰팡이(Saccharomyces cerevisiae)와 호흡이 불가능한 돌연변이 곰팡이를 실험대상으로 하여 미토콘드리아 호흡계가 저산소 환경에서 유전자 발현 조절에 관여됨을 DNA microarray 기법을 이용하여 전체 유전자를 대상으로 조사하였다. 산소 농도가 감소함에 반응하여 많은 유전자의 발현에 변화가 있었으며, 이러한 차별적인 발현 양상을 보이는 유전자는 여러 그룹으로 분류할 수 있었다. 대부분의 hypoxic 그리고 aerobic 유전자는 저산소 상태에 적응하는 발현 양상을 위해서는 미토콘드리아 호흡계가 필요하였다. 그러나 일부 hypoxic 그리고 aerobic 유전자는 미토콘드리아 호흡계와 무관하게 저산소 상태에 적응하는 발현 양상을 보였다. 이러한 결과는 미토콘드리아 호흡계가 저산소 환경에 적응하는 유전자 발현 조절에 필요하며, 또한 여러 기전을 통하여 이러한 유전자 발현 조절에 관여함을 제시한다. 또한 microarray 실험 결과에서 도출된 산소 농도에 대해 차별적인 발현을 보이는 유전자에 대하여 gene ontology 및 promoter 분석을 수행하였고 이러한 추가 분석 결과는 산소에 의해 조절되는 유전자와 함께 세포가 저산소 환경에 적응하는 기작을 이해하는 데 유용한 자료가 될 것으로 기대된다.

액체 카드뮴 음극을 사용한 용융염 전해제련로 전산해석 (Computational Analysis for a Molten-salt Electrowinner with Liquid Cadmium Cathode)

  • 김광락;정용주;백승우;김지용;권상운;윤달성;김시형;심준보;김정국;안도희;이한수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • 본 연구에서는 LiCl-KCl/Cd계의 전해제련 공정을 대상으로 악티늄 및 희토류족 원소들의 전해이동을 모델링하고 해석하였다. 이 공정에서 용융염 전해질과 액체 카드뮴 음극간의 확산 경계층 계면에서 확산제한 전기화학반응 및 물질수지를 고려한 단순화된 동적모델을 수립하였다. 제안된 모델링 접근방법은 음극에서 일어나는 금속염의 반쪽 전지 환원반응에 기초를 둔 모델이다. 이 모델을 사용하여 정전류 전해공정에서 주어진 인가전류 조건을 만족하는 시간까지의 전해이동과 연계된 농도거동, 각 원소의 패러데이 전류 그리고 시간 함수의 전기화학 전위를 예측하는 가능성을 보여주었다. 선택된 5성분 원소(U, Pu, Am, La, Nd)계의 결과를 예비 모사하여 전산모델이 전기화학적 특성을 이해하고 개선된 전해제련로를 개발하기 위한 정보를 제공할 수 있는가를 평가하였다.

Surface-Displayed IL-10 by Recombinant Lactobacillus plantarum Reduces Th1 Responses of RAW264.7 Cells Stimulated with Poly(I:C) or LPS

  • Cai, Ruopeng;Jiang, Yanlong;Yang, Wei;Yang, Wentao;Shi, Shaohua;Shi, Chunwei;Hu, Jingtao;Gu, Wei;Ye, Liping;Zhou, Fangyu;Gong, Qinglong;Han, Wenyu;Yang, Guilian;Wang, Chunfeng
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권2호
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    • pp.421-431
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    • 2016
  • Recently, poly-γ-glutamic acid synthetase A (pgsA) has been applied to display exogenous proteins on the surface of Lactobacillus casei or Lactococcus lactis, which results in a surface-displayed component of bacteria. However, the ability of carrying genes encoded by plasmids and the expression efficiency of recombinant bacteria can be somewhat affected by the longer gene length of pgsA (1,143 bp); therefore, a truncated gene, pgsA, was generated based on the characteristics of pgsA by computational analysis. Using murine IL-10 as an exogenous gene, recombinant Lactobacillus plantarum was constructed and the capacity of the surface-displayed protein and functional differences between exogenous proteins expressed by these strains were evaluated. Surface expression of IL-10 on both recombinant bacteria with anchorins and the higher expression levels in L. plantarum-pgsA'-IL-10 were confirmed by western blot assay. Most importantly, up-regulation of IL-1β, IL-6, TNF-α, IFN-γ, and the nuclear transcription factor NF-κB p65 in RAW264.7 cells after stimulation with Poly(I:C) or LPS was exacerbated after co-culture with L. plantarum-pgsA. By contrast, IL-10 expressed by these recombinant strains could reduce these factors, and the expression of these factors was associated with recombinant strains that expressed anchorin (especially in L. plantarum-pgsA'-IL-10) and was significantly lower compared with the anchorin-free strains. These findings indicated that exogenous proteins could be successfully displayed on the surface of L. plantarum by pgsA or pgsA', and the expression of recombinant bacteria with pgsA' was superior compared with bacteria with pgsA.

3차원 불균질 횡등방성 매질에 대한 탄성파 초동 주시 모델링 (Seismic First Arrival Time Computation in 3D Inhomogeneous Tilted Transversely Isotropic Media)

  • 정창호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제9권3호
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    • pp.241-249
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    • 2006
  • 한국의 지질 환경은 암석 분포가 매우 다양하고 복잡한 구조 활동의 영향을 받아 지하매질의 이방성 특성이 국부적으로 심하게 변화한다. 기존의 이방성 주시 모델링의 경우 지질 모델을 2차원으로 단순화시킴으로써 이러한 복잡한 지질 환경을 제대로 고려할 수 없었다. 또한 약 이방성 가정을 사용하여 실제로 나타날 수 있는 지하 매질의 심각한 이방성 영향을 주시 모델링에서 고려할 수 없었다. 이에 이 연구에서는 보다 실제적이고 복잡한 3차원 횡등방성 매질(transversely isotropic media)에서 q-P파의 초동 주시 양상을 모사할 수 있는 주시 모델링 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에서는 2차원 비선형 주시 내삽(2D nonlinear traveltime interpolation) 기법과 주시의 3차원 격자 채움법(mapping)을 이용한 직접 전파법(direct calculation)을 통해 급격한 물성의 변화에도 주시 계산이 가능하도록 하였다. 또한, 최소 주시 계산과정에서 수치 미분을 통한 최대 경사법(steepest descent method)을 사용하여 약 이방성 가정을 극복하였다. 개발된 알고리듬은 해석해와 비교하여 그 타당성을 검증하였고 3차원 2층구조에 대한 주시 계산을 수행하여 물성이 급격히 변화하는 모델에 대해서도 안정적으로 주시 계산이 이루어짐을 확인하였다. 이 연구에서 개발한 3차원 주시 모델링 알고리듬은 향후 구조보정이나 토모그래피 알고리듬 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

쐐기 및 원추 주위의 불안정한 충격파 유도연소 해석 (Analysis of Unstable Shock-Induced Combustion over Wedges and Conical Bodies)

  • Jeong-Yeol Choi
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.32-33
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    • 2003
  • Mechanism of a periodic oscillation of shock-induced combustion over a two- dimensional wedges and axi-symmetric cones were investigated through a series of numerical simulations at off-attaching condition of oblique detonation waves(ODW). A same computational domain over 40 degree half-angle was considered for two-dimensional and axi-symmetric shock-induced combustion phenomena. For two-dimensional shock-induced combustion, a 2H2+02+17N2 mixture was considered at Mach number was 5.85with initial temperature 292 K and initial pressureof 12 KPa. The Rankine-Hugoniot relation has solution of attached waves at this condition. For axi-symmetric shock-induced combustion, a H2+2O2+2Ar mixture was considered at Mach number was 5.0 with initial temperature 288 K and initial pressure of 200 mmHg. The flow conditions were based on the conditions of similar experiments and numerical studies.[1, 3]Numerical simulation was carried out with a compressible fluid dynamics code with a detailed hydrogen-oxygen combustion mechanism.[4, 5] A series of calculations were carried out by changing the fluid dynamic time scale. The length wedge is varied as a simplest way of changing the fluid dynamic time scale. Result reveals that there is a chemical kinetic limit of the detached overdriven detonation wave, in addition to the theoretical limit predicted by Rankine-Hugoniot theory with equilibrium chemistry. At the off-attaching condition of ODW the shock and reaction waves still attach at a wedge as a periodically oscillating oblique shock-induced combustion, if the Rankine-Hugoniot limit of detachment isbut the chemical kinetic limit is not.Mechanism of the periodic oscillation is considered as interactions between shock and reaction waves coupled with chemical kinetic effects. There were various regimes of the periodicmotion depending on the fluid dynamic time scales. The difference between the two-dimensional and axi-symmetric simulations were distinct because the flow path is parallel and uniform behind the oblique shock waves, but is not behind the conical shock waves. The shock-induced combustion behind the conical shockwaves showed much more violent and irregular characteristics.From the investigation of characteristic chemical time, condition of the periodic instability is identified as follows; at the detaching condition of Rankine-Hugoniot theory, (1) flow residence time is smaller than the chemical characteristic time, behind the detached shock wave with heat addition, (2) flow residence time should be greater than the chemical characteristic time, behind an oblique shock wave without heat addition.

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The Determination of the Duration of Electroconvulsive Therapy-Induced Seizure Using Local Standard Deviation of the Electroencephalogram Signal and the Changes of the RR Interval of Electrocardiogram

  • Kim, Eun Young;Yoo, Cheol Seung;Jung, Dong Chung;Yi, Sang Hoon;Chung, In-Won;Kim, Yong Sik;Ahn, Yong Min
    • 생물정신의학
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    • 제27권1호
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • Objectives In electroconvulsive therapy (ECT) research and practice, the precise determination of seizure duration is important in the evaluation of clinical relevance of the ECT-induced seizure. In this study, we have developed computerized algorithms to assess the duration of ECT-induced seizure. Methods Subjects included 5 males and 6 females, with the mean age of 33.1 years. Total 55 ECT sessions were included in the analysis. We analyzed the standard deviation of a finite block of electroencephalography (EEG) data and the change in the local slope of RR intervals in electrocardiography (ECG) signals during ECT-induced seizure. And then, we compared the calculated seizure durations from EEG recording (EEG algorithm) and ECG recording (ECG algorithm) with values determined by consensus of clinicians based on the recorded EEG (EEG consensus), as a gold standard criterion, in order to testify the computational validity of our algorithms. Results The mean seizure durations calculated by each method were not significantly different in sessions with abrupt flattened postictal suppression and in sessions with non-abrupt flattened postictal suppression. The intraclass correlation coefficients (95% confidence interval) of the three methods (EEG algorithm, ECG algorithm, EEG consensus) were significant in the total sessions [0.79 (0.70-0.86)], the abrupt flattened postictal suppression sessions [0.84 (0.74-0.91)], and the non-abrupt flattened postictal suppression sessions [0.67 (0.45-0.84)]. Correlations between three methods were also statistically significant, regardless of abruptness of transition. Conclusions Our proposed algorithms could reliably measure the duration of ECT-induced seizure, even in sessions with non-abrupt transitions to flat postictal suppression, in which it is typically difficult to determine the seizure duration.