• 제목/요약/키워드: multiscale

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Development of a Real-time Monitoring Device for Measuring Particulate Matter

  • Kim, Dae Seong;Cho, Young Kuk;Yoon, Young Hun
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • In this study, we have developed a real-time monitoring device for measuring $PM_{10/2.5/1}$ of ambient aerosol particles. The real-time PM (Particulate Matter) monitor was based on the light scattering method and had 16 channels in particle size. The laboratory and field tests were carried out to evaluate the performance of the PM monitor developed. Arizona Road Dust particles ranging from diameter of 0.1 to $20{\mu}m$ were generated as test particles in the laboratory test. The field test was carried out at the Seoul Meteorological Observatory. We can obtain the particle size and number concentration (particle size distribution) only from the real-time PM monitor developed. Therefore, the average density of aerosol particles was used to obtain the PM data from the particle size distribution. The $PM_{10/2.5/1}$ results of the PM monitor were compared with the data of the Grimm Dust Monitor (Model 1.108) and a beta ray gauge (Thermo Fisher Scientific). As a result, it was shown that the $PM_{10/2.5/1}$ results obtained by the real-time PM monitor agreed well with the data of the reference devices, and overall, the real-time PM monitor could be used as a PM monitoring device for real-time monitoring of the ambient particles.

Contourlet 변환 및 PCA에 의한 얼굴인식 (Face Recognition using Contourlet Transform and PCA)

  • 송창규;권석영;전명근
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.403-409
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    • 2007
  • 컨투어렛 변환은 2차원의 웨이블렛 변환을 확장한 개념으로 다중스케일과 방향성필터뱅크를 이용한다. 이러한 컨투어렛 변환은 웨이블렛 변환의 특징인 다중스케일과 시간-주파수의 지역적 특성뿐만 아니라 방향성분에 대해서도 풍부한 정보를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다 본 논문에서는 컨투어렛 변환과 주성분분석기법을 이용하는 융합기법에 의한 얼굴인식 시스템을 제안한다. 제안된 방법은 먼저 컨투어렛 변환에 의해 얼굴영상을 방향성 부대역 영상으로 분할한 후, 주성분분석기법을 이용하여 방향성분별로 분할된 각각의 부영상에 대하여 특징벡터를 산출한다. 그리고 최종 단계에서는 각각의 대역별로 산출된 매칭도를 효과적으로 융합할 수 있는 융합기법을 이용하여 얼굴인식을 수행한다. 제안된 방법의 타당성을 보이기 위해 ORL 얼굴영상과 CBNU 얼굴영상을 대상으로 실험한 결과 기존 방법인 PCA나 웨이블렛 변환을 이용한 방법에 비해 향상된 인식 성능을 보임을 확인할 수 있었다.

탄소나노튜브 다발을 포함하는 나노복합재료의 열-기계 특성 예측을 위한 멀티스케일 균질화 모델 개발 (Development of Multiscale Homogenization Model to Predict Thermo-Mechanical Properties of Nanocomposites including Carbon Nanotube Bundle)

  • 왕호림;신현성
    • Composites Research
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    • 제33권4호
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    • pp.198-204
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    • 2020
  • 본 연구에서는 탄소나노튜브 다발을 포함하는 나노복합재료의 열-기계적 특성을 정량적으로 예측하기 위하여 분자동역학 전산모사와 유한요소 기반 균질화 기법을 적용하였다. 응집된 탄소나노튜브의 수가 증가함에 따라 동일한 탄소나노튜브의 체적분율에도 불구하고, 면내 영률 및 면내 전단계수는 감소하였고, 면내 열팽창계수는 증가함을 확인할 수 있었다. 계면의 두께를 조사하기 위하여 밀도의 반경 방향 분포(Radial density distribution)을 조사하였으며, 계면의 두께는 탄소나노튜브의 수와는 거의 무관함을 확인할 수 있었다. 기지와 계면은 등방성 재료로 가정하였으며, 예측한 계면의 열-기계적 특성에 따르면, 응집된 탄소나노튜브의 수가 증가함에 따라 계면의 영률 및 전단계수는 감소하였으며, 열팽창계수는 반대로 증가하였다. 이를 토대로, 탄소나노튜브 다발을 포함하는 PLA 나노복합재료의 열-기계적 특성 예측을 위한 멀티스케일 균질화 모델을 개발하였다.

미소 구조 물성의 확률적 분포를 고려한 하이브리드 성형 공정 연계 멀티스케일 구조 해석 (Multi-scale Process-structural Analysis Considering the Stochastic Distribution of Material Properties in the Microstructure)

  • 장경석;김태리;김정환;윤군진
    • Composites Research
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    • 제35권3호
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    • pp.188-195
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    • 2022
  • 본 논문은 멀티스케일 공정-구조 해석의 방법론을 제안하고 단섬유층과 직물층으로 이루어진 배터리 하우징 파트에 적용한다. 특별히 마이크로스케일 대표체적요소(RVE: Representative Volume Element)안 기지의 불확정성을 고려하였다. 마이크로스케일의 RVE내 기지 물성의 랜덤한 공간내 분포는 KLE(Karhunen-Loeve Expansion)을 통해 구현하였다. 공간상 랜덤분포된 기지 물성을 갖는 RVE의 유효 물성을 전산균질화를 통해 얻어 매크로스케일 유한요소 모델에 매핑하였다. 또한 하이브리드 공정해석을 통해 압축 성형 해석으로부터 얻은 잔류응력과 섬유배향을 매핑한 유한요소 모델과 드레이핑 공정 해석결과로부터 얻어진 섬유배향을 매핑한 모델을 결합하였다. 본 연구에 제안된 방법은 배터리 하우징 뿐만 아니라 다양한 재료 구성을 갖는 복합재료의 공정-구조해석을 통해 설계요구도를 엄밀하게 평가할 수 있을 것이라 기대된다.

Multiscale bending and free vibration analyses of functionally graded graphene platelet/ fiber composite beams

  • Garg, A.;Mukhopadhyay, T.;Chalak, H.D.;Belarbi, M.O.;Li, L.;Sahoo, R.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제44권5호
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    • pp.707-720
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    • 2022
  • In the present work, bending and free vibration analyses of multilayered functionally graded (FG) graphene platelet (GPL) and fiber-reinforced hybrid composite beams are carried out using the parabolic function based shear deformation theory. Parabolic variation of transverse shear stress across the thickness of beam and transverse shear stress-free conditions at top and bottom surfaces of the beam are considered, and the proposed formulation incorporates a transverse displacement field. The present theory works only with four unknowns and is computationally efficient. Hamilton's principle has been employed for deriving the governing equations. Analytical solutions are obtained for both the bending and free vibration problems in the present work considering different variations of GPLs and fibers distribution, namely, FG-X, FG-U, FG-Λ, and FG-O for beams having simply-supported boundary condition. First, the matrix is assumed to be strengthened using GPLs, and then the fibers are embedded. Multiscale modeling for material properties of functionally graded graphene platelet/fiber hybrid composites (FG-GPL/FHRC) is performed using Halpin-Tsai micromechanical model. The study reveals that the distributions of GPLs and fibers have significant impacts on the stresses, deflections, and natural frequencies of the beam. The number of layers and shape factors widely affect the behavior of FG-GPL-FHRC beams. The multilayered FG-GPL-FHRC beams turn out to be a good approximation to the FG beams without exhibiting the stress-channeling effects.

멀티스케일 기법을 적용한 시멘트 모르타르의 유변특성 예측 (Prediction of the Rheological Properties of Cement Mortar Applying Multiscale Techniques )

  • 최은석;이준우;강수태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.69-76
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    • 2024
  • 굳지 않은 콘크리트의 유변특성은 콘크리트의 제조 및 성능에 중요한 영향을 미치지만, 새롭게 개발되는 배합과 제조 공법의 다양화로 인하여 기존의 경험적 방법으로는 유변특성의 정확한 예측에 어려움이 있다. 본 연구에서는 시멘트 입자와 같은 나노 수준에서의 입자간 상호작용부터 잔골재와 같은 마이크로 수준에서의 유변학적 성질을 정량적으로 예측하기 위하여 멀티스케일 기법을 적용한 유변특성 예측 모델을 제안하였으며, 시멘트 페이스트의 항복응력, 모르타르의 항복응력 및 소성점도를 예측하기 위하여 YODEL(Yield stress mODEL), Chateau-Ovarlez-Trung 방정식 및 Krieger-Dougherty 방정식을 적용하였다. 일차적으로 시멘트 페이스트의 물-시멘트비(W/C)를 기준으로 하여 페이스트 스케일의 유변특성을 예측하였으며, 예측 결과를 토대로 동일한 W/C에 시멘트-잔골재 부피비(C/S)를 추가한 모르타르 스케일의 유변특성의 예측을 진행하였다. 시멘트 모르타르에 대한 유변특성 실험을 통하여 예측 결과와 실험 결과의 비교를 진행함으로써 예측 모델의 적용 가능성을 평가하였다.

Systematic exploration of therapeutic effects and key mechanisms of Panax ginseng using network-based approaches

  • Young Woo Kim;Seon Been Bak;Yu Rim Song;Chang-Eop Kim;Won-Yung Lee
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제48권4호
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    • pp.373-383
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    • 2024
  • Background: Network pharmacology has emerged as a powerful tool to understand the therapeutic effects and mechanisms of natural products. However, there is a lack of comprehensive evaluations of network-based approaches for natural products on identifying therapeutic effects and key mechanisms. Purpose: We systematically explore the capabilities of network-based approaches on natural products, using Panax ginseng as a case study. P. ginseng is a widely used herb with a variety of therapeutic benefits, but its active ingredients and mechanisms of action on chronic diseases are not yet fully understood. Methods: Our study compiled and constructed a network focusing on P. ginseng by collecting and integrating data on ingredients, protein targets, and known indications. We then evaluated the performance of different network-based methods for summarizing known and unknown disease associations. The predicted results were validated in the hepatic stellate cell model. Results: We find that our multiscale interaction-based approach achieved an AUROC of 0.697 and an AUPR of 0.026, which outperforms other network-based approaches. As a case study, we further tested the ability of multiscale interactome-based approaches to identify active ingredients and their plausible mechanisms for breast cancer and liver cirrhosis. We also validated the beneficial effects of unreported and top-predicted ingredients, in cases of liver cirrhosis and gastrointestinal neoplasms. Conclusion: our study provides a promising framework to systematically explore the therapeutic effects and key mechanisms of natural products, and highlights the potential of network-based approaches in natural product research.

When do cosmic peaks, filaments, or walls merge? A theory of critical events in a multiscale landscape

  • C Cadiou;C Pichon;S Codis;M Musso;D Pogosyan;Y Dubois;J-F Cardoso;S Prunet
    • Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
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    • 제496권4호
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    • pp.4787-4821
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    • 2020
  • The merging rate of cosmic structures is computed, relying on the ansatz that they can be predicted in the initial linear density field from the coalescence of critical points with increasing smoothing scale, used here as a proxy for cosmic time. Beyond the mergers of peaks with saddle points (a proxy for halo mergers), we consider the coalescence and nucleation of all sets of critical points, including wall-saddle to filament-saddle and wall-saddle to minima (a proxy for filament and void mergers, respectively), as they impact the geometry of galactic infall, and in particular filament disconnection. Analytical predictions of the one-point statistics are validated against multiscale measurements in 2D and 3D realizations of Gaussian random fields (the corresponding code being available upon request) and compared qualitatively to cosmological N-body simulations at early times (z ≥ 10) and large scales (≥5 Mpc h-1). The rate of filament coalescence is compared to the merger rate of haloes and the two-point clustering of these events is computed, along with their cross-correlations with critical points. These correlations are qualitatively consistent with the preservation of the connectivity of dark matter haloes, and the impact of the large-scale structures on assembly bias. The destruction rate of haloes and voids as a function of mass and redshift is quantified down to z = 0 for a Lambda cold dark matter cosmology. The one-point statistics in higher dimensions are also presented, together with consistency relations between critical point and critical event counts.

해충 카운팅의 정확성 향상을 위한 Dual Block 기반의 새로운 Mada-CenterNet (A new Mada-CenterNet based on Dual Block to improve accuracy of pest counting)

  • 곽희진;이철희;손창환
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권3호
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    • pp.342-351
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    • 2024
  • 농업 분야에서 해충에 대한 효과적인 방제는 작물 생산성 향상에 필수적인 요소이다. 해충의 방제를 위해서는 해충의 종류, 발생 시기는 물론이며, 해충의 발생량에 대한 정보가 필요하다. 해충의 발생량을 파악하는 방법인 해충 카운팅 관련 선행 연구인, Mada-CenterNet은 변형 가능한 컨볼루션과 멀티스케일 어텐션 퓨전을 활용하여 해충 카운팅의 정확도를 향상시켰으며 해당 분야에서 가장 우수하다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 Mada-CenterNet의 트랜스포머 구조인 멀티스케일 어텐션 대체하는 새로운 트랜스포머 구조인 듀얼 블록을 적용하였으며, 픽셀 경로와 시맨틱 경로의 교차 어텐션을 통해 더욱 정교한 특징 맵을 추출하였다. 실험 결과, 제안된 모델은 기존 Mada-CenterNet보다 해충 카운팅 정확도가 우수함과 동시에 폐색 문제와 해충의 몸체 손상, 다양한 모습으로 인한 탐지의 어려움을 효과적으로 완화하였다. 기존 해충 카운팅의 방법과 달리, 인력 및 시간 비용을 절감할 수 있다는 장점을 확보할 수 있으며 물체의 계수가 필요한 다른 농업 분야에도 활용이 가능할 것으로 기대된다.

변분다중스케일법을 이용한 파형벽면이 있는 채널 난류 유동의 대와류모사 (LARGE EDDY SIMULATION OF FULLY TURBULENT WAVY CHANNEL FLOW USING RESIDUAL-BASED VARIATIONAL MULTI-SCALE METHOD)

  • 장경식;윤범상;이주성
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.49-55
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    • 2011
  • Turbulent flows with wavy wall are simulated using Residual-based Variational Multiscale Method (RB-VMS) which is proposed by Bazilves et al(2007) as new Large Eddy Simulation methodology. Incompressible Navier-Stokes equations are integrated using Isogeometric analysis which adopt the basis function as NURBS. The Reynolds number is 6760 based on the bulk velocity and averaged channel height. And the amplitude (${\alpha}/{\lambda}$) of wavy wall is 0.05. The computational domain is $2{\lambda}{\times}1.05{\lambda}{\times}{\lambda}$ in the streamwise, wall normal and spanwise direction. Mean quantities and turbulent statistics near wavy wall are compared with DNS results of Cherukat et al.(1998). The predicted results show good agreement with reference data.