• 제목/요약/키워드: mass moment

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유상하중의 불확실성을 고려한 쿼드로터의 모델 참조 적응제어 기법 설계 (Model Reference Adaptive Control of a Quadrotor Considering the Uncertainty of Payload)

  • 이동우;김남수;장광우;이성헌;방효충
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권9호
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    • pp.749-757
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    • 2021
  • 쿼드로터를 활용한 운송 임무에서 임의의 유상하중을 장착하게 되면 질량, 관성모멘트, 무게중심의 위치와 같은 모델 파라미터가 변화하게 된다. 더욱이 유상하중이 기체에 장착되는 위치가 기체의 무게중심과 일치하지 않는 경우 무게중심의 변화는 야기되며 이는 제어 성능에 악영향을 미치게 된다. 이에 본 논문에서는 유상하중에 따른 모델의 불확실성을 보상하기 위하여, 선형 제차 조정기(Linear Quadratic Regulator, LQR) 기반의 모델 참조 적응 제어기법(Model Reference Adaptive Control, MRAC)을 제안한다. 먼저 고정된 유상하중을 고려한 쿼드로터의 동역학 모델을 유도하고, 선형 제차 조정기를 이용하여 기준제어기를 선정한다. 참조 모델은 과도응답을 향상하기 위해 폐루프 참조 모델을 사용하였으며, 선형 제차 조정기를 통하여 선정하였다. 또한, 안정성 분석을 통하여 모델 파라미터를 추정하기 위한 적응 제어기법을 설계하였다. 제안하는 제어기의 성능을 확인하기 위하여 모델 파라미터의 불확실성이 존재하는 상황에서 선형 재차 조정기와 성능을 비교하였다. 그리고 외란이 있는 상황에서 기존의 모델 참조 적응 제어기법과도 제안한 제어기의 결과를 비교하여 과도응답과 강건성에 대해서도 분석하였다.

모세관 모델을 이용한 불포화토양의 물-가스 접촉면적 및 가스공극 크기분포의 계산 및 검증 (Capillary Bundle Model for the Estimation of Air-water Interfacial Area and the Gas-filled Pore Size Distribution in Unsaturated Soil)

  • 김헌기
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제26권1호
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    • pp.1-7
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    • 2021
  • Air-water interfacial area is of great importance for the analysis of contaminant mass transfer processes occurring in the soil systems. Capillary bundle model has been proposed to estimate the specific air-water interfacial areas in unsaturated soils. In this study, the measured air-water interfacial areas of a soil (loam) using the gaseous interfacial tracer technique were compared to those from capillary bundle model. The measured values converged to the specific solid surface area (7.6×104 ㎠/㎤) of the soil. However, the simulated air-water interfacial areas based on the capillary bundle model deviated significantly from those measured. The simulated values were substantially over-estimated at low end of the water content range, whereas the model under-estimated the air-water interfacial area for the most of the water content range. This under-estimation is considered to be caused by the nature of the capillary bundle model that replaces the soil pores with a bundle of glass capillaries and thus no surface roughness at the inner surface of the capillaries is taken into account for the estimation of the air-water interfacial area with the capillary bundle model. Subsequently, appropriate correction is necessary for the capillary bundle model to estimate the air-water interfacial area in soils. Since the soil-moisture release curve data is the basis of the capillary bundle model, the model can be of use due to its simplicity, while the gaseous tracer technique requires complicated experimental equipment followed by moment analysis of the breakthrough curves. The size distribution profile of the pores filled with gas estimated by the water retention curve was found to be similar to that of particle size at different size range. The shifted distribution of gas-filled pores toward smaller size side compared to the particle size distribution was also found.

HI gas kinematics of paired galaxies in the cluster environment from ASKAP pilot observations

  • Kim, Shin-Jeong;Oh, Se-Heon;Kim, Minsu;Park, Hye-Jin;Kim, Shinna
    • 천문학회보
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    • 제46권2호
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    • pp.70.1-70.1
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    • 2021
  • We examine the HI gas kinematics and distributions of galaxy pairs in group or cluster environments from high-resolution Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) WALLABY pilot observations. We use 32 well-resolved close pair galaxies from the Hydra, Norma, and NGC 4636, two clusters and a group of which are identified by their spectroscopy information and additional visual inspection. We perform profile decomposition of HI velocity profiles of the galaxies using a new tool, BAYGAUD which allows us to separate a line-of-sight velocity profile into an optimal number of Gaussian components based on Bayesian MCMC techniques. Then, we construct super profiles via stacking of individual HI velocity profiles after aligning their central velocities. We fit a model which consists of double Gaussian components to the super profiles, and classify them as kinematically cold and warm HI gas components with respect to their velocity dispersions, narrower or wider 𝜎, respectively. The kinematically cold HI gas reservoir (M_cold/M_HI) of the paired galaxies is found to be relatively higher than that of unpaired control samples in the clusters and the group, showing a positive correlation with the HI mass in general. Additionally, we quantify the gravitational instability of the HI gas disk of the sample galaxies using their Toomre Q parameters and HI morphological disturbances. While no significant difference is found for the Q parameter values between the paired and unpaired galaxies, the paired galaxies tend to have larger HI asymmetry values which are derived using their moment0 map compared to those of the non-paired control sample galaxies in the distribution.

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Force-deformation relationship prediction of bridge piers through stacked LSTM network using fast and slow cyclic tests

  • Omid Yazdanpanah;Minwoo Chang;Minseok Park;Yunbyeong Chae
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제85권4호
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    • pp.469-484
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    • 2023
  • A deep recursive bidirectional Cuda Deep Neural Network Long Short Term Memory (Bi-CuDNNLSTM) layer is recruited in this paper to predict the entire force time histories, and the corresponding hysteresis and backbone curves of reinforced concrete (RC) bridge piers using experimental fast and slow cyclic tests. The proposed stacked Bi-CuDNNLSTM layers involve multiple uncertain input variables, including horizontal actuator displacements, vertical actuators axial loads, the effective height of the bridge pier, the moment of inertia, and mass. The functional application programming interface in the Keras Python library is utilized to develop a deep learning model considering all the above various input attributes. To have a robust and reliable prediction, the dataset for both the fast and slow cyclic tests is split into three mutually exclusive subsets of training, validation, and testing (unseen). The whole datasets include 17 RC bridge piers tested experimentally ten for fast and seven for slow cyclic tests. The results bring to light that the mean absolute error, as a loss function, is monotonically decreased to zero for both the training and validation datasets after 5000 epochs, and a high level of correlation is observed between the predicted and the experimentally measured values of the force time histories for all the datasets, more than 90%. It can be concluded that the maximum mean of the normalized error, obtained through Box-Whisker plot and Gaussian distribution of normalized error, associated with unseen data is about 10% and 3% for the fast and slow cyclic tests, respectively. In recapitulation, it brings to an end that the stacked Bi-CuDNNLSTM layer implemented in this study has a myriad of benefits in reducing the time and experimental costs for conducting new fast and slow cyclic tests in the future and results in a fast and accurate insight into hysteretic behavior of bridge piers.

육상 창던지기 기록에 미치는 운동학적 요인의 탐색: 다차원적 다중회귀를 활용한 성과 예측 변수 분석 (Investigation of Biomechanical Factors in Track and Field Javelin Performance: A Multidimensional Analysis of Predictive Variables through Multiple Regression Analysis)

  • Ho-Jong Gil;Jin Joo Yang;Jong Chul Park;Young Sun Lee;Jae Myoung Park
    • 한국운동역학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.175-184
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    • 2023
  • Objective: The purpose of this study is to investigate the effects of human motion and javelin kinematics during the energy transfer in javelin throwing on records, and to provide evidence-based training insights for athletes and coaches to enhance records. Method: Three javelin throw athletes (age: 22.67 ± 0.58 years, height: 178.33 ± 7.37 cm, weight: 83.67 ± 1.15 kg) were recruited for this study. Each athlete attempted ten maximum record trials, and the kinematic data from each performance were analyzed to determine their influence on the records. The Theia3d Markerless system was used for motion analysis. Results: Key factors were modeled and identified at each moment. In E1, main variables were COM Y (𝛽 8.162, p<.05) and COM velocity Z (𝛽 -72.489, p<.05); in E2, COM X (𝛽 -17.604, p<.05); in E3, COM X (𝛽 -18.606, p<.05), COM velocity Y (𝛽 38.694, p<.05), and COM velocity X (𝛽 66.323, p<.05). For the javelin throw dynamics in E3, key determinants were Attitude angle and Javelin velocity in the Y-axis. Conclusion: The study reveals that controlled vertical movement, center of mass management during braking, and enhanced pelvic rotation significantly improve javelin throw performance. These kinematic strategies are critical for record enhancement in javelin throwing.

Abdominal Hypertension after Abdominal Plication in Postbariatric Patients: The Consequence in the Postoperative Recovery

  • Martin Morales-Olivera;Erik Hanson-Viana;Armando Rodriguez-Segura;Marco A. Rendon-Medina
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제50권6호
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    • pp.535-540
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    • 2023
  • Background Abdominoplasty with abdominal plication increases intra-abdominal pressure (IAP) and has been previously associated with limited diaphragmatic excursion and respiratory dysfunctions. Many factors found in abdominoplasties and among postbariatric patients predispose them to a higher occurrence. This study aims to evaluate the impact of abdominal plication among postbariatric patients, assess whether the plication increases their IAP, and analyze how these IAP correlate to their postoperative outcome. Methods This prospective study was performed on all patients who underwent circumferential Fleur-De-Lis abdominoplasty. For this intended study, the IAP was measured by an intravesical minimally invasive approach in three stages: after the initiation of general anesthesia, after a 10-cm abdominal wall plication and skin closure, and 24 hours after the procedure. Results We included 46 patients, of which 41 were female and 5 were male. Before the bariatric procedure, these patients had an average maximum weight of 121.4 kg and an average maximum body mass index of 45.78 kg/m2; 7 were grade I obese patients, 10 were grade II, and 29 were grade III. Only three patients were operated on with a gastric sleeve and 43 with gastric bypass. We presented six patients with transitory intra-abdominal hypertension in the first 24 hours, all of them from the grade I obesity group, the highest presented was 14.3 mm Hg. We presented 15% (7/46) of complication rates, which were only four seroma and five dehiscence; two patients presented both seroma and wound dehiscence. Conclusion Performing a 10-cm abdominal wall plication or greater represents a higher risk for intra-abdominal hypertension, slower general recovery, and possibly higher complication rate in patients who presented a lower degree of obesity (grade I) at the moment of the bariatric surgery.

Ascorbic acid, citric acid 및 AgNO3가 나리 기내식물체 생장촉진 및 갈변화 감소에 미치는 영향 (Effects of ascorbic acid, citric acid and silver nitrate on the growth of in vitro lily plantlets and reduction of browning)

  • 노희선;이상일;강윤임;김미선;김종보
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제40권4호
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    • pp.224-230
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    • 2013
  • 본 연구 결과 질산은과 구연산 및 비타민 C의 처리는 레드플레임의 갈변화 방지에는 효과적이나, 레드플레임 인편의 재분화 및 생장에 있어 비타민 C와 질산은의 처리는 효과적 이지 못하였다. 반면 구연산의 경우 레드플레임의 재분화 및 생장에 도움을 주는 것으로 나타났으나 $150mg{\cdot}l^{-1}$이상의 고농도에서는 생육이 저해됨을 보여 $100mg{\cdot}l^{-1}$ 처리가 나리의 재분화 및 생장에 가장 효율적임을 확인하였다. 또한 절편체의 갈변화를 감소시키는 부분에서는 비타민 C $150mg{\cdot}l^{-1}$ 처리가 1.5%의 가장 낮은 갈변율을 나타내어 갈변화 현상 감소에 가장 적합한 처리구로 판단되었다. 본 실험결과는 향후 나리기내 식물체생산에 문제점으로 발생하는 갈변화 현상을 감소시키고 인편 재분화 및 생장을 촉진시켜 우량 나리 기내 묘의 대량증식체계 확립을 통한 우량종구묘 생산체계 확립에 기여하여 농가 소득 향상에 도움이 될 것으로 판단된다.

수중 글라이더의 운동특성을 고려한 동역학 모델링 및 운동성능 해석 (Dynamics modeling and performance analysis for the underwater glider)

  • 남건석;배재현;정상기;이신제;김준영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권7호
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    • pp.709-715
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    • 2015
  • 일반적인 무인잠수정과는 달리 수중 글라이더는 별도의 추진체를 가지지 않고 부력과 중력의 차이에 의해서 추진력을 얻게 된다. 추진력을 얻기 위해 부력을 조절하게 되며, 부력의 변화는 부력엔진을 이용하며 수중 글라이더의 체적을 변화시킨다. 또한, 수중 글라이더의 자세를 제어하기 위해 별도의 방향타를 사용하지 않고 내부의 자세제어기를 이용하여 내부 이동질량의 위치변화를 이용한다. 내부 이동질량의 위치변화에 의한 질량중심과 질량관성모멘트의 변화가 발생하게 되며 이로 인해 수중 글라이더의 자세가 변화하게 된다. 본 논문에서는 수중 글라이더의 기구학적 특성과 운동특성을 반영한 비선형 6자유도 운동방정식을 유도하고 이를 이용한 운동 시뮬레이션을 수행하였다. 자세제어기를 이용하여 수중 글라이더의 종동요각과 횡동요각 제어 운동 시뮬레이션을 수행하였으며, 종동요각과 횡동요각 제어에 따른 수중 글라이더의 운동특성을 해석하였다.

보존처리 후 철제유물에 생성된 부식물 특성 연구 (Study on Characteristics of Corrosion Products Generated in Iron Artifacts after Conservation Treatments)

  • 정지해;양희제;하진욱
    • 보존과학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.297-309
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    • 2013
  • 철제유물은 출토되는 순간 급격한 환경변화로 인해 빠른 속도로 부식이 진행되므로 보존처리 과정을 거쳐 부식을 억제한다. 그러나 보존처리가 완료된 철제유물도 재부식이 발생하는 경우가 다수이며, 재부식된 유물의 보존처리는 1차 보존처리 시보다 그 처리가 어렵고 처리기간 또한 길어진다. 본 연구는 보존처리가 완료된 이후 보관과정에서 발생하는 부식생성물을 과학적으로 분석하여 재부식의 요인을 찾고자 하였다. 경주지역의 세 유적에서 출토된 철제유물을 동일한 약품과 방법으로 2002~2009년 동안 보존처리를 완료하였으나, 포장 보관 상태의 일부 철제유물에서 재부식 징후가 관찰되었다. 이중 재부식의 징후가 확인된 단조 철제유물 9점을 선별하여 질량측정, 육안관찰, 현미경을 통한 물리적 변화를 관찰하였고, SEM-EDS, XRD, IC, ICP분석을 통해 화학적 변화를 분석하였다. 그 결과, 유물에서 탈락된 부분의 접면에 형성된 황갈색 부식생성물은 군집한 형상만 다를 뿐 결정상은 공통적으로 침상형이 확인되었으며, 적색에서 황갈색으로 갈수록 침상의 형태가 뚜렷하였다. 보존처리가 완료된 시점의 경과에 따라 부식생성물이 증가할수록 유물의 질량이 증가하였고 염화이온의 농도가 상대적으로 높아지는 경향이 나타났다. 채집된 모든 시료의 부식생성물에 대한 XRD분석에서는 ${\beta}$-FeOOH(akaganeite)이 확인되었고, ICP분석 결과 $Na^+$, $Ca^{2+}$성분을 확인할 수 있었다.

입원환자 가족의 호스피스 인지 및 요구도 (The Knowledge and Needs of Hospice for Inpatients' Family)

  • 고성희;김현경
    • Journal of Hospice and Palliative Care
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    • 제8권2호
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    • pp.131-142
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    • 2005
  • 목적: 본 연구는 일개 종합병원에 입원한 환자의 가족을 대상으로 호스피스에 대한인지 및 요구도를 사정하기 위해 시도되었다. 방법: 2003년 3월부터 5월까지 J 종합병원에 입원한 환자가족 277명을 대상으로 자기보고식 설문지를 통해 자료를 수집하였고, SPSSWIN 10.0으로 분석하였다. 결과: 대상자 중 호스피스에 대해 들어 본 적이 있는 경우가 232명(83.8%)이었고, 매스컴을 통해 들은 경우가 107명(38.6%)으로 가장 많았으며, 213명(76.9%)이 호스피스란 환자의 남은 생을 끝까지 충만하게 살고 편안한 죽음을 맞도록 돕는 일이라고 제대로 알고 있었다. 233명(84.1%)이 호스피스가 필요하다고 인식하였고, 220명(79.4%)이 본인이나 가족이 호스피스 간호가 필요하다면 받겠다고 응답한 반면 가족이나 주변사람이 호스피스 간호를 받아본 경험이 있는 경우는 25명(9.0%)에 불과하였다. 만약 불치병(말기암)이라면 미리 죽음을 준비해야 한다고 생각한 응답자는 212명(76.5%)이었고, 243명(87.7%)이 그 상태에 관하여 진실을 알고 싶어하였다. 불치병에 걸린 사람에게 이루어져야 할 조치로는 최소한의 통증과 평화로운 죽음을 위한 신체적, 정신적, 영적 간호가 필요하다고 올바르게 지적한 자가 173명(62.5%)으로 가장 많았다. 임종시 가족과 함께 있고 싶다고 응답한 경우가 177명(63.9%)으로 가장 많았고, 73명(26.4%)은 가장 도움이 되는 호스피스요원으로 간호사를 꼽았다. 임종환자들만을 위한 호스피스 병동 운영에 대하여 226명(81.6%)이 찬성하였고, 대상자들이 선호한 호스피스시설의 운영형태는 병동형 66명(23.8%), 시설형 57명(20.6%), 공공의료형 56명(20.2%), 산재형 47명(17.0%), 가정형 34명(12.3%)의 순으로 나타났다. 결론: 본 연구의 결과 입원환자 가족의 호스피스에 대한 인지 및 요구도는 전반적으로 높았으며 일반적 특성에 따라 호스피스 인지 및 요구도에 차이를 보였다. 따라서 대상자의 일반적 특성을 고려한 개별적이고 다양한 접근을 시도할 수 있는 호스피스 교육 및 중재 프로그램을 개발하여 수행해야 할 것이다.

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