본 연구에서는 적응적 분할격자기반 2차원 침수해석모형 K-Flood를 개발하였다. 분할격자기법은 흐름 특성을 기반으로 격자를 분할하여 흐름영역과 비흐름영역으로 구분하는 격자생성기법이며, 분할격자기법과 격자세분화기법을 동시에 활용하면 매우 적은 수의 격자로 복잡한 형상의 흐름영역을 표현할 수 있어 효율적인 모의가 가능하다. 특히 최근 도시홍수에 대해 매우 정밀한 해상도의 자료와 격자를 이용하여 보다 정확한 침수해석 또는 예보를 하고자 하는 시도가 늘어나고 있으며, K-Flood는 이러한 복잡한 흐름영역의 계산 시 적응적 분할격자를 활용하여 효율적인 격자생성이 가능하다. 공간 및 시간에 대해 2차 정확도의 유한체적 수치해법이 적용되었다. K-Flood의 검증을 위해 2차원 침수해석모형의 검증에 널리 사용되고 있는 1) 원형 실린더에 의한 충격파 반사 모의, 2) 도시홍수실험 모의, 3) Malpasset 댐붕괴 모의를 수행하였다. 모든 모의에서 관측자료 및 과거의 모의결과와 비교하여 성공적으로 K-Flood의 성능을 검증하였다.
In order to find out the appropriate in vitro method for high correlation with in vivo, we com-pared the sensitivities of phototoxicity (PT) in vitro method between in human keratinocytes, HaCaT cells and in 3T3 fibroblast cells derived from Balb/c mice. Both cells were exposed to six known phototoxic chemicals : promethazine, neutral red, chlortetracycline, amiodarone, bithionol, 8-methoxypsoralen, or non-phototoxic chemical, ALS (ammonium laureth sulfate) and then irradiated with 5 J/$cm^2$ of UVA. Cell viability ($IC_{50}$ ) was measured by neutral red uptake (NRU) assay. The ratio of $IC_{50}$ value of chemicals in the presence and absence of UVA was determined by the cut-off value. The phototoxic potential of test chemicals in NRU assay was determined by measuring the photoirriation factor (PIF) with a cut-off value of 5. In both 3T3 and HaCaT cells, all known phototoxic chemicals were positive (over 5 of PIF value), except that bithionol was found to be non-phototoxic to HaCaT cells, and ALS, non-phototoxic chemical was negative. These results suggest that Balb/c 3T3 cell was more sensitive than HaCaT cell to predict phototoxicity potential.
본 연구는 효율적이며 정확한 격자생성기법인 분할격자기법을 이용하여 댐붕괴 흐름을 수치모의한다. 분할격자기법은 부분적으로 비구조격자를 사용하지만, 대부분의 흐름영역을 균일한 크기의 Cartesian 격자로 이산화한다. HLLC Riemann 근사해법과 TVD-WAF기법의 유한체적기법을 적용하여 흐름률을 계산하고 분할격자의 영역을 위한 수치모형을 구성한다. 수치모형을 검증하기 위하여 이상적인 하도에서의 정상류, 불균일하도에 의해 형성되는 정상류 및 사각형수조의 자유진동흐름을 모의하여 해석해와 비교하였다. 마지막으로, 실험수로에서 발생한 댐붕괴파의 흐름을 모의하여 관측값과 비교하여 정확하고 안정된 결과를 확인하였다.
Motivation: Polymerized actin-based cytoskeletal structures are crucial in shape, dynamics, and resilience of a cell. For example, dynamical actin-containing ruffles are located at leading edges of cells and have a significant impact on cell motility. Other filamentous actin (F-actin) bundles, called stress fibers, are essential in cell attachment and detachment. For this reason, their mechanistic understanding provides crucial information to solve practical problems related to cell interactions with materials in tissue engineering. Detecting and counting actin-based structures in a cellular ensemble is a fundamental first step. In this research, we suggest a new method to characterize F-actin wrapping fibers from confocal fluorescence image stacks. As fluorescently labeled F-actin often envelope the fibers, we first propose to segment these fibers by diminishing an energy based on maximum flow and minimum cut algorithm. The actual actin is detected through the use of bilateral filtering followed by a thresholding step. Later, concave actin bundles are detected through a graph-based procedure that actually determines if the considered actin filament is enclosing the fiber.
유전자 데이타의 클러스터링은 방대한 유전자 정보를 발현 정도에 따라 비슷한 그룹으로 나누어 분석하는 방법으로 유전자의 기능을 분석하는데 사용되어 왔다. 클러스터링의 한 종류인 퍼지 클러스터링은 하나의 샘플이 소속정도에 따라 여러 그룹에 동시에 소속되도록 나누는 방법으로, 하나의 유전자 데이타는 여러가지 유전 정보를 가칠 수 있기 때문에 유전자 발현 데이타의 분석에 보다 적절한 방법이다. 그러나 보통 클러스터링 방법은 초기 값에 민감하고, 지역해에 빠질 수 있는 단점을 갖는다. 이런 단점을 해결하기 위해 본 논문에서는 진화 연산을 이용한 퍼지 클러스터링 방법을 제안한다. 이때, 적합도 평가를 위해서 모든 데이타에 대해 동일한 기준을 적용하는 베이지안 검증방법의 단점을 개선하여, 데이타의 특성 을 고려하여 결정된 적용적 ${\alpha}$-cut 기반 평가방법을 사용한다. SRBCT 데이타와 효모 세포주기 데이타를 이용해 실험을 하고 결과를 분석하여 제안하는 방법의 유용성을 확인하였다.
TCV(Temperature control valve by pressure compensation) controls temperature constantly, when it is sending steam or high temperature water to heating device of heat exchanger. For designing TCV, the ratio of piston and hole diameters is one of the important design parameters. Numerical analysis is carried out to elucidate the flow characteristics in the TCV with different port areas of cold and hot waters, using the k-$\epsilon$ turbulence model and Cartesian cut-cell method. Numerical results show that the exit flow rate is mainly affected by pressure distribution in the piston.
Recently, Cartesian grid approach has been popular to generate grid meshes for complex geometries in CFD (Computational Fluid Dynamics) because it is based on the non-body-fitted technique. This paper presents a method of an octree generation and boundary cell clipping using section curves for fast octree generation and elimination of redundant intersections between boundary cells and triangles from 3D triangular mesh. The proposed octree generation method uses 2D Scan-Converting line algorithm, and the clipping is done by parameterization of vertices from section curves. Experimental results provide octree generation time as well as Cut-cell clipping time of several models. The result shows that the proposed octree generation is fast and has linear relationship between grid generation time and the number of cut-cells.
Green water load is an important parameter to be considered in designing a modern ship or offshore structures like FPSO and FSRU. In this research, a numerical simulation method for green water phenomenon is introduced. The Navier-Stokes equations and the continuity equation are used as governing equations. The equations are calculated using Finite Difference Method(FDM) in rectangular staggered grid system. To increase the numerical accuracy near the body, the Cartesian cut cell method is employed. The nonlinear free-surface during green water incident is defined by Marker-density method. The green waters on a box in regular waves are simulated. The simulation results are compared with other experimental and computational results for verification. To check the applicability to moving ship, the green water of the ship which is towed by uniform force in regular wave, is simulated. The ship is set free to heave and to surge.
In this study, a numerical sensitivity analysis was performed to determine the fire suppression time for a large number of water mist nozzles in a large fire compartment. Fire simulations were performed using FDS (Fire dynamics simulator) 6.5.2 under the same condition as the test scenario 5 of the International Maritime Organization (IMO) 1165 test protocol. The sensitivities of input parameters including cell size, extinguishing coefficient (EC), droplets per second (DPS), and peak heat release rate (HRR) of fuel were investigated in terms of the normalized HRR and temperature distribution in the compartment. A new method of determining the fire suppression time using FDS simulation was developed, based on the concept of the cut-off time by cut-off value (COV) of the heat release rate per unit volume (HRRPUV) and the cooling time by the HRR cooling time criteria value (CTCV). In addition, a method was developed to determine the average EC value for the simulation input, using the cooling time and cut-off time.
적응적 메쉬세분화기법과 분할격자기법을 적용한 2차원 천수방정식모형을 활용하여 구조물을 고려한 극한 홍수 실험을 모의하였다. 본 연구에 사용된모형은 두 격자생성 기법을함께 사용함으로서 복잡한 경계를보다 적은 격자로 효율적으로 표현하는 것이 가능하며, 동적 적응 메쉬세분화기법을 사용하여 흐름이 빠르게 변하는 영역에서 정확도를 유지하면서도 효율적으로 계산하는 것이 가능하다. HLLC 리만근사해법과 MUSCL 기법을 적용하여 시공간상에서 2차정도를 유지하며, 댐붕괴파와 같은 불연속적인 흐름을 정확하게 모의할 수 있다. 모형의 검증을 위해 IMPACT 프로젝트에서 수행한 도시지역 극한홍수실험을 모의하였다. 실험결과와 모의결과가 양호하게 일치하는 것을 확인하였으며, 천이류 현상과 함께 구조물에 의한 홍수파 전달 양상이 의미있는 수준으로 모의된 것을 확인하였다. 또한 분할격자기법의 사용으로 모델의 격자 민감도가 향상되었다. 본 모델은 댐붕괴와 같이 내수침수현상이 지배적이지 않은 도시범람을 모의하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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