Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.28
no.9
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pp.961-976
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2006
Designing water-reuse network which can reduce the fresh water within the process and increase the water-use efficiency by scientific and systematic analysis is recently interested in the industries. Water systems often allow efficient water uses via water reuse and recirculation in the paper, petrochemical, and steel industries which necessitate a lot of freshwater within the process. Defining network layout connecting water-using process is frequently accomplished by using water pinch technology which optimizes freshwater entering the process and also reduces the wastewater. In this review, recent researches and case studies of water pinch technology which can find the bottleneck of the water stream at the water reuse designing stage are introduced. Necessity of water pinch technology is illustrated by examples of real industries. Recent studies on simultaneous energy and water minimization and water-reuse network among industries in eco-industrial park(EIP) are also introduced.
At the planning and design stages of a development of underground space or tunneling project, the information regarding ground conditions is very important to enhance economical efficiency and overall safety In general, the information can be expressed using RMR or Q-system and with the geophysical exploration image. RMR or Q-system can provide direct information of rock mass in a local scale for the design scheme. Oppositely, the image of geophysical exploration can provide an exthaustive but indirect information. These two types of the information have inherent uncertainties from various sources and are given in different scales and with their own physical meanings. Recently, RMR has been estimated in unsampled areas based on given data using geostatistical methods like Kriging and conditional simulation. In this study, simulated annealing(SA) is applied to overcome the shortcomings of Kriging methods or conditional simulations just using a primary variable. Using this technique, RMR and the image of geophysical exploration can be integrated to construct the spatial distribution of RM and to evaluate its uncertainty. The SA method was applied to solve an optimization problem with constraints. We have suggested the practical procedure of the SA technique for the uncertainty evaluation of RMR and also demonstrated this technique through an application, where it was used to identify the spatial distribution of RMR and quantify the uncertainty. For a geotechnical application, the objective functions of SA are defined using statistical models of RMR and the correlations between RMR and the reference image. The applicability and validity of this application are examined and then the result of uncertainty evaluation can be used to optimize the tunnel layout.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.53
no.1
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pp.97-104
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2016
Because of rapid growth of data size, the number of data storage has been increased. When using multiple data storages, a distribute file system is essential to insure the availability of data files. The power consumption is a major problem when using a distributed file system with many data storages. Previous works have aimed at reducing the energy consumption with efficient file block layout by changing some data servers into stand-by mode. The file block migration has not been seriously considered because migration causes large cost. But when we consider addition of a new data server or file, file block migration is needed. This paper formulates the minimization of data block migration as an ILP optimization problem and solves it using branch-and-bound method. Using this technique, we can maximize the number of stand-by data servers with the minimum number of file block movement. However, computation time of branch-and-bound method of an ILP optimization problem increases exponentially as the problem size grows. Therefore this paper also proposes a data block and data server grouping method to solve many small ILP problems.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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v.43
no.12
s.354
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pp.23-32
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2006
Fast and accurate power bus design (FAPUD) method for multi-layers high-speed digital boards is devised for the power supply network design tool for accurate and precise high speed board. FAPUD is constructed, based on two main algorithms of the PBEC (Path Based Equivalent Circuit) model and the network synthesis method. The PBEC model exploits simple arithmetic expressions of the lumped 1-D circuit model from the electrical parameters of a 2-D power distribution network. The circuit level design based on PBEC is carried with the proposed regional approach. The circuit level design directly calculates and determines the size of on-chip decoupling capacitors, the size and the location of off-chip decoupling capacitors, and the effective inductances of the package power bus. As a design output, a lumped circuit model and a pre-layout of the power bus including a whole decoupling capacitors are obtained after processing FAPUD. In the tuning procedure, the board re-optimization considering simultaneous switching noise (SSN) added by I/O switching can be carried out because the I/O switching effect on a power supply noise can be estimated over the operation frequency range with the lumped circuit model. Furthermore, if a design changes or needs to be tuned, FAPUD can modify design by replacing decoupling capacitors without consuming other design resources. Finally, FAPUD is accurate compared with conventional PEEC-based design tools, and its design time is 10 times faster than that of conventional PEEC-based design tools.
Kim, Tae Min;Kim, Do-Hak;Kim, Moon Kyum;Lim, Yun Mook
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.31
no.6A
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pp.417-424
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2011
This study focused on development of 60 m span PSC girder considering not only structural performance, but also economical efficiency and constructability including from the improvement of cross-section to the tendon profiles in sequence. Bulb-T type cross section was derived from optimization and actual possibilities to design a bridge were assessed through cross section evaluation. Tendons were also arranged efficiently so that the girder could resist the service load effectively. After developed girder was applied to a sample bridge, result of finite element analysis proved all load steps were satisfied with the allowable stress. Furthermore, it seemed that sufficient redundancy will be available to design a bridge safely. Based on these, a full-scale 60 m span girder was fabricated and 4 point bending test was performed. An initial crack occurred over twice of the service load in this experiment, which establishes adequate structural performance. 60 m span Half-Decked PSC girder developed in this study has a lower height for the given span which resulted from cross section improvement and efficient tendon layout. This girder also has not only the structural advantage, but also advantages in economical efficiency and constructability.
This paper reports a slim mobile lens design using a hybrid refractive/diffractive optical element. Conventionally a wide field of view (FOV) camera-lens design adopts a retrofocus type having a negative (-) lens at the forefront, so that it improves in imaging performance over the wide FOV, but with the sacrifice of longer total track length (TTL). However, we chose a telephoto type as a baseline design layout having a positive (+) lens at the forefront, to achieving slimness, based on the specification analysis of 23 reported optical designs. Following preliminary optimization of a baseline design and aberration analysis based on Zernike-polynomial decomposition, we applied a hybrid refractive/diffractive element to effectively reduce the residual chromatic spherical aberration. The optimized optical design consists of 6 optical elements, including one hybrid element. It results in a very slim telephoto ratio of 1.7, having an f-number of 2.0, FOV of 90°, effective focal length of 2.23 mm, and TTL of 3.7 mm. Compared to a comparable conventional lens design with no hybrid elements, the hybrid design improved the value of the modulation transfer function (MTF) at a spatial frequency of 180 cycles/mm from 63% to 71-73% at zero field (0 F), and about 2-3% at 0.5, 0.7, and 0.9 fields. It was also found that a design with a hybrid lens with only two diffraction zones at the stop achieved the same performance improvement.
Retinal prosthesis is regarded as the most feasible method for the blind caused by retinal diseases such as retinitis pigmentosa (RP) or age related macular degeneration (AMD). Recently Korean consortium launched for developing retinal prosthesis. One of the prerequisites for the success of retinal prosthesis is the optimization of the electrical stimuli applied through the prosthesis. Since electrical characteristics of degenerate retina are expected to differ from those of normal retina, we performed voltage stimulation experiment both in normal and degenerate retina to provide a guideline for the optimization of electrical stimulation for the upcoming prosthesis. After isolation of retina, retinal patch was attached with the ganglion cell side facing the surface of microelectrode arrays (MEA). $8{\times}8$ grid layout MEA (electrode diameter: $30{\mu}m$, electrode spacing: $200{\mu}m$, and impedance: $50k{\Omega}$ at 1 kHz) was used to record in-vitro retinal ganglion cell activity. Mono-polar electrical stimulation was applied through one of the 60 MEA channel, and the remaining channels were used for recording. The electrical stimulus was a constant voltage, charge-balanced biphasic, anodic-first square wave pulse without interphase delay, and 50 trains of pulse was applied with a period of 2 sec. Different electrical stimuli were applied. First, pulse amplitude was varied (voltage: $0.5{\sim}3.0V$). Second, pulse duration was varied $(100{\sim}1,200{\mu}s)$. Evoked responses were analyzed by PSTH from averaged data with 50 trials. Charge density was calculated with Ohm's and Coulomb's law. In normal retina, by varying the pulse amplitude from 0.5 to 3V with fixed duration of $500{\mu}s$, the threshold level for reliable ganglion cell response was found at 1.5V. The calculated threshold of charge density was $2.123mC/cm^2$. By varying the pulse duration from 100 to $1,200{\mu}s$ with fixed amplitude of 2V, the threshold level was found at $300{\mu}s$. The calculated threhold of charge density was $1.698mC/cm^2$. Even after the block of ON-pathway with L-(1)-2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB), electrical stimulus evoked ganglion cell activities. In this APB-induced degenerate retina, by varying the pulse duration from 100 to $1200{\mu}s$ with fixed voltage of 2 V, the threshold level was found at $300{\mu}s$, which is the same with normal retina. More experiment with APB-induced degenerate retina is needed to make a clear comparison of threshold of charge density between normal and degenerate retina.
Retinal prosthesis is regarded as the most feasible method for the blind caused by retinal diseases such as retinitis pigmentosa or age-related macular degeneration. One of the prerequisites for the success of retinal prosthesis is the optimization of the electrical stimuli applied through the prosthesis. Since electrical characteristics of degenerate retina are expected to differ from those of normal retina, we investigated differences of the retinal waveforms in normal and degenerate retina to provide a guideline for the optimization of electrical stimulation for the upcoming prosthesis. After isolation of retina, retinal patch was attached with the ganglion cell side facing the surface of microelectrode arrays (MEA). $8{\times}8$ grid layout MEA (electrode diameter: $30{\mu}m$, electrode spacing: $200{\mu}m$, and impedance: 50 $k{\Omega}$ at 1 kHz) was used to record in-vitro retinal ganglion cell activity. In normal mice (C57BL/6J strain) of postnatal day 28, only short duration (<2 ms) retinal spikes were recorded. In rd/rd mice (C3H/HeJ strain), besides normal spikes, waveform with longer duration (~100 ms), the slow wave component was recorded. We attempted to understand the mechanism of this slow wave component in degenerate retina using various synaptic blockers. We suggest that stronger glutamatergic input from bipolar cell to the ganglion cell in rd/rd mouse than normal mouse contributes the most to this slow wave component. Out of many degenerative changes, we favor elimination of the inhibitory horizontal input to bipolar cells as a main contributor for a relatively stronger input from bipolar cell to ganglion cell in rd/rd mouse.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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