• Geomechanics and Engineering
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• 재33권6호
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• pp.567-581
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• 2023

The prediction and achievement of a proper rock fragmentation size is the main challenge of blasting operations in surface mines. This is because an optimum size distribution can optimize the overall mine/plant economics. To this end, this study attempts to develop four improved artificial intelligence models to predict rock fragmentation through cascaded forward neural network (CFNN) and radial basis function neural network (RBFNN) models. In this regards, the CFNN was trained by the Levenberg-Marquardt algorithm (LMA) and Conjugate gradient backpropagation (CGP). Further, the RBFNN was optimized by the Dragonfly Algorithm (DA) and teaching-learning-based optimization (TLBO). For developing the models, the database required was collected from the Midouk copper mine, Iran. After modeling, the statistical functions were computed to check the accuracy of the models, and the root mean square errors (RMSEs) of CFNN-LMA, CFNN-CGP, RBFNN-DA, and RBFNN-TLBO were obtained as 1.0656, 1.9698, 2.2235, and 1.6216, respectively. Accordingly, CFNN-LMA, with the lowest RMSE, was determined as the model with the best prediction results among the four examined in this study.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권3호
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• pp.250-261
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• 1998

본 논문에서는 위성 영상을 이용하여 고속으로 수치지형표고 모델을 추출하기 위한 방법을 제안한다. 수치지형표고 모델 추출 방법은 위성의 위치와 자세를 계산하는 카메라 모델링 과정, 스테레오 영상으로부터 동일점을 찾아내는 정합과정 그리고 외부 표정 요소와 정합쌍을 이용하여 고도 정보를 추출하는 고도 정보 계산 과정으로 크게 구분된다. 이 중 정합 과정은 대상 영상의 모든 영역에 대하여 수행되므로 계산량이 많고, 수치지형표고 모델 추출 과정의 대부분의 수행시간을 점유한다. 따라서 본 논문에서는 수치지형표고 모델 추출 과정 중 대부분의 수행시간을 차지하는 정합 기법의 속도 향상을 통하여 수치지형표고 모델 제작 시간을 단축 시킨다. 본 논문에서 제안한 정합 기법의 속도 향상 방법은 두 가지로 분류된다. 첫째는 일반적으로 많이 사용되는 유사함수인 정규상관계수(NCC: Normalized Cross Correlation)에 비해 계산량이 적은 고속 GC(Gradient Correlation)을 사용한다. 둘째는 동일점을 찾기 위하여 사용되는 정합 창틀을 계산할 때, 이전에 미리 계산된 값을 이용하여 계산량을 감소시킨다. 실험에 사용한 입력 영상은 6000$\times$6000 크기의 충청 지역 level 1A SPOT위성 쌍의 일부분이다 실험 결과 기존의 수치지형표고 모델 추출 방법과 유사한 성능을 보이며 수행시간이 단축되는 것을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제10권2호
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• pp.38-47
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• 2005

Substructuring methods are often used in finite element structural analyses. In this study a multi-level substructuring(MLSS) algorithm is developed and proposed as a possible candidate for finite element fluid solvers. The present algorithm consists of four stages such as a gathering, a condensing, a solving and a scattering stage. At each level, a predetermined number of elements are gathered and condensed to form an element of higher level. At the highest level, each sub-domain consists of only one super-element. Thus, the inversion process of a stiffness matrix associated with internal degrees of freedom of each sub-domain has been replaced by a sequential static condensation of gathered element matrices. The global algebraic system arising from the assembly of each sub-domain matrices is solved using a well-known iterative solver such as the conjugare gradient(CG) or the conjugate gradient squared(CGS) method. A time comparison with CG has been performed on a 2-D Poisson problem. With one domain the computing time by MLSS is comparable with that by CG up to about 260,000 d.o.f. For 263,169 d.o.f using 8 x 8 sub-domains, the time by MLSS is reduced to a value less than $30\%$ of that by CG. The lid-driven cavity problem has been solved for Re = 3200 using the element interpolation degree(Deg.) up to cubic. in this case, preconditioning techniques usually accompanied by iterative solvers are not needed. Finite element formulation for the incompressible flow has been stabilized by a modified residual procedure proposed by Ilinca et al.[9].

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권9호
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• pp.1049-1056
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• 2005

A conservative pressure-based finite-volume numerical method has been developed for computing flow and heat transfer by using an unstructured grid system. The method admits arbitrary convex polyhedra. Care is taken in the discretization and solution procedures to avoid formulations that are cell-shape-specific. A collocated variable arrangement formulation is developed, i.e. all dependent variables such as pressure and velocity are stored at cell centers. Gradients required for the evaluation of diffusion fluxes and for second-order-accurate convective operators are found by a novel second-order accurate spatial discretization. Momentum interpolation is used to prevent pressure checkerboarding and the SIMPLE algorithm is used for pressure-velocity coupling. The resulting set of coupled nonlinear algebraic equations is solved by employing a segregated approach, leading to a decoupled set of linear algebraic equations fer each dependent variable, with a sparse diagonally dominant coefficient matrix. These equations are solved by an iterative preconditioned conjugate gradient solver which retains the sparsity of the coefficient matrix, thus achieving a very efficient use of computer resources.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권4호
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• pp.1899-1909
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• 2015

Glaucoma is one of the most common causes of blindness which is caused by increase of fluid pressure in the eye which damages the optic nerve and eventually causing vision loss. An automated technique to diagnose glaucoma disease can reduce the physicians’ effort in screening of Glaucoma in a person through the fundal retinal images. In this paper, optimal hyper analytic wavelet transform for Glaucoma detection technique from fundal retinal images is proposed. The optimal coefficients for transformation process are found out using the hybrid GSO-Cuckoo search algorithm. This technique consists of pre-processing module, optimal transformation module, feature extraction module and classification module. The implementation is carried out with MATLAB and the evaluation metrics employed are accuracy, sensitivity and specificity. Comparative analysis is carried out by comparing the hybrid GSO with the conventional GSO. The results reported in our paper show that the proposed technique has performed well and has achieved good evaluation metric values. Two 10- fold cross validated test runs are performed, yielding an average fitness of 91.13% and 96.2% accuracy with CGD-BPN (Conjugate Gradient Descent- Back Propagation Network) and Support Vector Machines (SVM) respectively. The techniques also gives high sensitivity and specificity values. The attained high evaluation metric values show the efficiency of detecting Glaucoma by the proposed technique.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.135-140
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• 1999

에너지 감쇠역으로 인한 파의 변형을 모의하기 위하여 타원형 수치모형을 구성하였다. 해석방정식은 에너지 감쇠항이 추가된 타원형 완경사 방정식을 사용하였다. 개방경계조건에는 포물형 가정을 도입하였고 이를 위해 수치기법으로는 GCGM을 사용하였다. 원형감쇠역에 대한 수치실험을 통하여 감쇠역 전부에서의 반사파의 생성, 감쇠효과에 의한 파고감소 등을 확인할 수 있었고 해석해와 잘 일치하였다. 사각형 감쇠역에 대한 실험을 통하여 감쇠계수의 크기에 따른 파고분포의 변화를 살펴보았고 감쇠역 주변에서는 회절효과에 의한 파고의 증가가 매우 완만히 진행됨을 확인하였다. 이러한 수치실험을 통하여 에너지 감쇠구조 또한 반복기법을 사용한 타원형 수치모형으로 잘 모의할 수 있음을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권5호
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• pp.290-296
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• 2020

When two layers of carbon nanotube (CNT) arrays are loaded to mate, the free ends of individual CNTs come into contact at the interface of the two layers. This leads to a higher contact resistance due to a smaller contact region. However, when the free CNT ends of one array penetrate into the mating array, the contact region increases, effectively lowering the contact resistance. To explore the penetration of mating CNTs, we perform molecular dynamic simulations of a simple unit cell model, incorporating four CNTs in the lower array layer coupled with a single moving CNT on the upper layer. The interaction with neighboring CNTs is modelled by long-range carbon bond order potential (LCBOP I). The model structure is optimized by energy minimization through the conjugate gradient method. A NVT ensemble is used for maintain a room temperature during simulation. The time integration is performed through the velocity-Verlet algorithm. A significant vibrational motion of CNTs is captured when penetration is not available, resulting in a specific vibration mode with a high frequency. Due to this vibrational behavior, the random behaviors of CNT motion for predicting the penetration are confirmed under the specific gap distances between CNTs. Thus, the probability of penetration is examined according to the gap distance between CNTs in the lower array and the aspect ratio of CNTs. The penetration is significantly affected by the vibration mode due to the van der Waals forces between CNTs.

• Computers and Concrete
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• 제19권2호
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• pp.217-226
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• 2017

This paper summarizes the results of experimental research, and artificial intelligence methods focused on determination of compressive strength of lightweight cement mortar with silica fume and fly ash after sulfate attack. The artificial neural network and the support vector machine were selected as artificial intelligence methods. Lightweight cement mortar mixtures containing silica fume and fly ash were prepared in this study. After specimens were cured in $20{\pm}2^{\circ}C$ waters for 28 days, the specimens were cured in different sulfate concentrations (0%, 1% $MgSO_4^{-2}$, 2% $MgSO_4^{-2}$, and 4% $MgSO_4^{-2}$ for 28, 60, 90, 120, 150, 180, 210 and 365 days. At the end of these curing periods, the compressive strengths of lightweight cement mortars were tested. The input variables for the artificial neural network and the support vector machine were selected as the amount of cement, the amount of fly ash, the amount of silica fumes, the amount of aggregates, the sulfate percentage, and the curing time. The compressive strength of the lightweight cement mortar was the output variable. The model results were compared with the experimental results. The best prediction results were obtained from the artificial neural network model with the Powell-Beale conjugate gradient backpropagation training algorithm.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.523-533
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• 2000

본 논문에서는 국내 광대역 CDMA WLL(Wireless Local Loop) 규격올 적용한 스마트안테나 시스템의 빔 형성모듈을 설계, 제작하여 본 연구실에서 제안한 빔형성 알고리즘의 수신신호 성능을 실시간으로 분석할 수 있는 시연시스템을 제안하였다. 본 논문에서 소개되는 시연시스템은 범형성모듈뿐 아니라, 빔형성모듈의 성능을 확인 . 평가. 분석하기 위한 PC와 인터페이스 장치인 테스트 모률(신호생성모률)이 포함된다. 빔형성모율 에서는 자체 개발한 CGM(Conjugate Gradient Meth떠)알고리즘을 이용하여 최적의 웨이트 벡터를 생성시켜 주며, 계산된 웨이트 빽터는 PC로 전달되어 다양한 성능분석을 수행하게 한다. 스마트 안테나 시스템을 직접 구현 하여 성능을 분석한 결과, CDMA WLL 기지국에 스마트 안테나를 사용함으로써 대폭적인 통신품질 향상 및 용량 증대가 될 것으로 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권3호
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• pp.132-138
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• 2009

호흡으로 인한 방사선 치료 표적의 움직임을 고려함으로써 치료 성적 향상과 동시에 주변 장기 보호를 지향하는 4차원 방사선 치료의 구현, 성능 개선의 연구가 활발히 진행되고 있다. 환자가 자연스럽게 호흡하도록 하는 장점이 있는 호흡 동기방식이나 종양추적방식을 사용하는 경우, 방사선조사 표적의 움직임을 예측, 방사선조사 시 이를 보정하여 줌으로써 방사선치료 효과를 극대화할 수 있다. 신경회로망은 통계 수식에 의존하지 않고 주어진 자료를 표현하는 일종의 규칙을 찾아내므로, 방사선 치료 표적의 실시간 움직임과 같은 비선형성을 가진 시계열(Time Series)을 표현하는 데에 유리하다. 본 연구에서는 신경회로망 예측 알고리즘의 4차원 방사선치료에 적용 가능성을 평가하였다. Multi-layer Perceptron으로 신경회로망을 구성하였고 Scaled Conjugate Gradient 알고리즘을 신경회로망 학습 알고리즘으로 사용하였다. RPM 시스템을 이용하여 획득한 실제 임상 현장의 환자에 대한 호흡 자료를 기반으로 학습한 신경회로망 예측 결과를 RPM 시스템의 측정치와 상호 비교하였다. 10명의 환자에의 적용 결과, 신경회로망 학습에 사용된 자료가 환자의 호흡 범위 전체를 포함하지 않는 경우를 제외하고는, 최대절대오차 3 mm 미만의 우수한 예측 성능을 보였다. 학습 영역 이외의 호흡 자료 예측 시 발생하는 상당한 오차는 신경회로망의 외삽에 대한 학습능력 부족을 보이는 것으로, 오차의 원인을 제거하기 위한 일환으로, 호흡자료를 측정할 때 최대 호흡을 하도록 하여 충분한 학습 자료를 확보하는 방안을 고려해 볼 수있겠다. 4차원 방사선치료 시스템 성능 개선에의 직접 활용을 위하여, 다양한 시스템 대기시간에 따른 예측 성능 평가와 방사선 조사 장치와 연동, 실용 타당성 검증의 추가 연구가 진행될 것이다.