Accidents prevention and mitigation is the highest priority of nuclear power plant (NPP) operation, particularly in the aftermath of the Fukushima Daiichi accident, which has reignited public anxieties and skepticism regarding nuclear energy usage. To deal with accident scenarios more effectively, operators must have ample and precise information about key safety parameters as well as their future trajectories. This work investigates the potential of machine learning in forecasting NPP response in real-time to provide an additional validation method and help reduce human error, especially in accident situations where operators are under a lot of stress. First, a base-case SGTR simulation is carried out by the best-estimate code RELAP5/MOD3.4 to confirm the validity of the model against results reported in the APR1400 Design Control Document (DCD). Then, uncertainty quantification is performed by coupling RELAP5/MOD3.4 and the statistical tool DAKOTA to generate a large enough dataset for the construction and training of neural-based machine learning (ML) models, namely LSTM, GRU, and hybrid CNN-LSTM. Finally, the accuracy and reliability of these models in forecasting system response are tested by their performance on fresh data. To facilitate and oversee the process of developing the ML models, a Systems Engineering (SE) methodology is used to ensure that the work is consistently in line with the originating mission statement and that the findings obtained at each subsequent phase are valid.
최근 주목받고 있는 마이크로서비스는 독립적으로 개발될 뿐만 아니라 독립적으로 실행 및 배포가 가능하다는 장점 때문에, 클라우드 컴퓨팅 환경에서 보다 유연한 확장과 효율적인 협력을 보장할 수 있다. 이러한 영향으로 최근 마이크로서비스지향 애플리케이션 환경으로의 전환이 급격히 증가하고 있다. 마이크로서비스의 도입을 위해서는 무엇보다 모노리식 아키텍처로 구축된 단일 애플리케이션의 구성요소를 마이크로서비스 단위로 식별하는 문제가 선결되어야 한다. 본 논문에서는 레거시 시스템으로부터 마이크로서비스 식별의 문제를 알고리즘 기반으로 해결하기 이한 접근방법을 제안한다. 코드의 메타정보를 이용하여 그래프를 생성하고 클러스터링 알고리즘을 적용하여 마이크로서비스 후보를 추출한다. 추출된 마이크로서비스 후보에 대해 메트릭을 이용하여, 모듈화 품질을 평가한다. 또한 제안된 식별 방법의 효과를 검증하기 위해 벤치마크를 위해 많이 사용되는 공개 소프트웨어의 코드를 이용하여 후보 서비스를 도출하고, 메트릭을 이용하여 모듈화 수준을 평가한다. 결과적으로 좀더 작은 단위의 마이크로서비스로 식별해 내면서 모듈품질을 향상시키는 결과를 확인할 수 있다.
본 논문의 목적은 초음파 탐사 방법을 이용하여 지반내의 불연속 물질을 탐측할 수 있는 고해상도의 시스템을 개발하고 실내에서 적용하는 것이다. 초음파 탐측 방법은 불연속면의 경계면에서 반사되어온 반사파를 탐측하고, 이를 배열하여 불연속면의 존재를 찾는 방법이다. 본 논문은 암반내 초음파의 전달 양상, 최적화된 트랜스듀서의 선택, 데이터 획득, 신호처리 방법, 영상화 기법, 그리고 실내 적용실험을 포함하고 있다. 실내실험은 수평이동장치와 회전이동장치를 이용하여 수행된다. 수중에서 수평이동 및 회전실험 결과, 불연속면의 위치와 크기가 정확하게 평가 되었다. 또한 석고시료에서 회전실험결과 석고 내에 존재하는 균열과 공동이 비교적 정확하게 영상화됨을 알 수 있다. 본 논문은 새롭게 제시된 방법이 암반 불연속면 탐측에 매우 경제적이고 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.
계면활성제를 완충용액에 섞어서 사용하는 미셀 모세관 전기영동법(micellar electrokinetic capillary chromatography, MECC)을 이용하여, 아조염료의 합성성분이면서 동시에 아조염료가 분해될 때 생성되는 H-acid modifier 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 디아조 성분에 대한 분석을 수행하고, 이 분리 결과를 Ion-Paring 메카니즘을 이용한 고성능 액체 크로마토그래피법과 비교하였다. 이 방법을 이용하여 Direct Blue 2, Direct Blue 6, Direct Blue 15 등의 직접염료 그리고 Reactive Orange 4와 같은 반응성 염료의 혼합용액을 완전히 분리할 수 있었다. 특히 각 염료의 환원용액을 H-acid, J-acid, ${\gamma}$-acid, orthanilic acid, sulfanilic acid 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 표준물질과 비교 분석한 결과, 사용한 각 염료의 디아조 성분인 H-acid modifier 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로 Ion-Pair 크로마토그래피법과 모세관 전기영동법은 미지의 염료에 대한 성분확인 및 디아조 혹은 커플링 성분분석에 응용할 수 있음을 알 수 있었다.
Ion-Paring을 이용한 고성능 액체 크로마토그래피법과 계면활성제를 완충용액에 섞어서 사용하는 미셀 모세관 전기영동법(micellar electrokinetic capillary chromatography, MECC)을 이용하여 아조염료의 합성성분이면서 동시에 독성을 나타내는 분해물인 H-acid, J-acid, ${\gamma}$-acid, orthanilic acid, sulfanilic acid 그리고 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 디아조 성분에 대하여 분석을 수행하였다. 같은 방법으로 Acid Orange 7, Acid Orange 5, Acid Blue 92 등의 산성염료와 Direct Red 80 등의 직접염료와 같은 반응성 염료 및 Calcion에 대한 분리를 시도한 결과 모든 염료에 대한 완전한 분리를 얻었으며, 특히 각 염료의 환원용액을 H-acid, J-acid, ${\gamma}$-acid, orthanilic acid, sulfanilic acid 혹은 2-naphthylamine-1,5-disulfonic acid 등의 표준물질과 비교 분석한 결과 사용한 각 염료의 디아조 혹은 커플링 성분을 완벽하게 분석할 수 있음을 알 수 있었고, 따라서 Ion-Pair 크로마토그래피법과 모세관 전기영동법은 미지의 염료에 대한 성분확인 및 디아조 혹은 커플링 성분분석에 응용할 수 있음을 보였다.
Purpose: Exclusive breastfeeding promotes gut microbial compositions associated with lower rates of metabolic and autoimmune diseases. Its cessation is implicated in increased microbiome-metabolome discordance, suggesting a vulnerability to dietary changes. Formula supplementation is common within our low-income, ethnic-minority community. We studied exclusively breastfed (EBF) neonates' early microbiome-metabolome coupling in efforts to build foundational knowledge needed to target this inequality. Methods: Maternal surveys and stool samples from seven EBF neonates at first transitional stool (0-24 hours), discharge (30-48 hours), and at first appointment (days 3-5) were collected. Survey included demographics, feeding method, medications, medical history and tobacco and alcohol use. Stool samples were processed for 16S rRNA gene sequencing and lipid analysis by gas chromatography-mass spectrometry. Alpha and beta diversity analyses and Procrustes randomization for associations were carried out. Results: Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes and Actinobacteria were the most abundant taxa. Variation in microbiome composition was greater between individuals than within (p=0.001). Palmitic, oleic, stearic, and linoleic acids were the most abundant lipids. Variation in lipid composition was greater between individuals than within (p=0.040). Multivariate composition of the metabolome, but not microbiome, correlated with time (p=0.030). Total lipids, saturated lipids, and unsaturated lipids concentrations increased over time (p=0.012, p=0.008, p=0.023). Alpha diversity did not correlate with time (p=0.403). Microbiome composition was not associated with each samples' metabolome (p=0.450). Conclusion: Neonate gut microbiomes were unique to each neonate; respective metabolome profiles demonstrated generalizable temporal developments. The overall variability suggests potential interplay between influences including maternal breastmilk composition, amount consumed and living environment.
To ensure the flutter stability of three-tower suspension bridges under skew wind, by using the computational procedure of 3D refined flutter analysis of long-span bridges under skew wind, in which structural nonlinearity, the static wind action(also known as the aerostatic effect) and the full-mode coupling effect etc., are fully considered, the flutter stability of a three-tower suspension bridge-the Taizhou Bridge over the Yangtze River in completion and during the deck erection is numerically investigated under the constant uniform skew wind, and the influences of skew wind and aerostatic effects on the flutter stability of the bridge under the service and construction conditions are assessed. The results show that the flutter critical wind speeds of three-tower suspension bridge under service and construction conditions fluctuate with the increase of wind yaw angle instead of a monotonous cosine rule as the decomposition method proposed, and reach the minimum mostly in the case of skew wind. Both the skew wind and aerostatic effects significantly reduce the flutter stability of three-tower suspension bridge under the service and construction conditions, and the combined skew wind and aerostatic effects further deteriorate the flutter stability. Both the skew wind and aerostatic effects do not change the evolution of flutter stability of the bridge during the deck erection, and compared to the service condition, they lead to a greater decrease of flutter critical wind speed of the bridge during deck erection, and the influence of the combined skew wind and aerostatic effects is more prominent. Therefore, the skew wind and aerostatic effects must be considered accurately in the flutter analysis of three-tower suspension bridges.
To accurately calculate the heating distribution of the fast reactor, a neutron-photon library in MATXS format named Knight-B7.1-1968n × 94γ was processed based on the ENDF/B-VII.1 library for ultrafine groups. The neutron cross-section processing code MGGC2.0 was used to generate few-group neutron cross sections in ISOTXS format. Additionally, the self-developed photon cross-section processing code NGAMMA was utilized to generate photon libraries for neutron-photon coupled heating calculations, including photo-atom cross sections for the ISOTXS format, prompt photon production cross sections, and kinetic energy release in materials (KERMA) factors for neutrons and photons, and the self-shielding effect from the capture and fission cross sections of neutron to photon have been taken into account when the photon source generated by neutron is calculated. The interface code GSORCAL was developed to generate the photon source distribution and interface with the DIF3D code to calculate the neutron-photon coupling heating distribution of the fast reactor core. The neutron-photon coupled heating calculation route was verified using the ZPPR-9 benchmark and the RBEC-M benchmark, and the results of the coupled heating calculations were analyzed in comparison with those obtained from the Monte Carlo code MCNP. The calculations show that the library was accurately processed, and the results of the fast reactor neutron-photon coupled heating calculations agree well with those obtained from MCNP.
환경오염수에 미량 존재하는 페놀류를 정량하기 위한 분석법의 개발을 위하여 8가지 페놀류를 대상 시료로, 고체상 추출법을 이용한 전처리 방법을 연구하였다. XAD-4와 Dowex $1{\times}8$ 수지를 연결하여 HPLC로 분석하는 온 라인 시스템을 만들어 농축과 분리의 선택성을 높이며 자동화에 중점을 두었다. 시료를 XAD-4 컬럼에 용리시켜 페놀류를 분자흡착으로 농축시킨 후 염기성 아세토니트릴을 용리시켜 탈착시키고 계속해서 Dowex $1{\times}8$ 컬럼에 음이온교환으로 페놀류만을 선택적으로 재흡착시킨다. Dowex $1{\times}8$ 컬럼에 재흡착된 페놀류를 물로 세척한 후 HCl을 포함하는 메탄올 용액으로 재탈착시킨다. 전처리 단계는 switching 밸브에 의해 온 라인으로 연결하였고 탈착된 페놀류를 HPLC에 직접 주입하여 신속하고 신뢰성 있는 정량이 가능하였다. 각 페놀류는 90% 이상의 회수율을 나타내었다. 본 분석법의 활용성을 평가하기 위해 환경오염수에서 페놀류와 공존 가능한 유기 화합물들을 첨가시켜 조제한 실험실적 오염수를 만들어 방해 효과를 조사한 결과, 페놀류만을 선택적으로 농축-분석할 수 있었다.
초장대 해저터널은 환기를 위한 연직갱 또는 경사갱 설치에 공간적으로 많은 제한을 받게 되므로 일부 인공섬을 건설하여 환기를 수행할 필요가 있다. 그러나 인공섬 설치는 건설의 어려움뿐만 아니라 건설비용이 증가하게 되므로 인공섬 설치를 최소화할 필요가 있다. 이에 따라 환기거리가 증가하여 누풍에 의한 공급 풍량이 커지게 되면, 공사 중 환기를 위한 덕트 설치가 불가능해지거나 팬 정압 및 동력이 상당히 증가하게 된다. 따라서 초장대 해저터널을 건설하기 위해서는 이러한 현실적인 문제를 극복하고 시공 중 터널 내 환경을 쾌적한 상태로 유지할 수 있는 기술력이 필요하다. 선행 연구에서 우리는 누풍이 이 문제들을 해결하는 핵심 인자이며 실험 결과 새로운 접속방식의 누풍율은 대략 $1.46mm^2/m^2$임을 밝혔다(Jo et al., 2017). 본 연구에서는 새로운 접속방식이 적용된 시제품의 누풍율 측정 결과를 제시하고 기존 접속방식의 누풍 성능 개선을 위해 덕트 내부에 연질막 적용시의 누풍 성능 개선을 실험적으로 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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