• 제목/요약/키워드: random diffusion

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High rate diffusion-scale approximation for counters with extendable dead time

  • Dubi, Chen;Atar, Rami
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권6호
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    • pp.1616-1625
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    • 2019
  • Measuring occurrence times of random events, aimed to determine the statistical properties of the governing stochastic process, is a basic topic in science and engineering, and has been the subject of numerous mathematical modeling approaches. Often, true statistical properties deviate from measured properties due to the so called dead time phenomenon, where for a certain time period following detection, the detection system is not operational. Understanding the dead time effect is especially important in radiation measurements, often characterized by high count rates and a non-reducible detector dead time (originating in the physics of particle detection). The effect of dead time can be interpreted as a suitable rarefied sequence of the original time sequence. This paper provides a limit theorem for a high rate (diffusion-scale) counter with extendable (Type II) dead time, where the underlying counting process is a renewal process with finite second moment for the inter-event distribution. The results are very general, in the sense that they refer to a general inter arrival time and a random dead time with general distribution. Following the theoretical results, we will demonstrate the applicability of the results in three applications: serially connected components, multiplicity counting and measurements of aerosol spatial distribution.

KURT 부지 환경에 위치한 가상의 처분 시설에서 누출되는 방사성 핵종의 이동을 Time Domain에서 해석하는 방법에 관한 연구 (Radionuclides Transport from the Hypothetical Disposal Facility in the KURT Field Condition on the Time Domain)

  • 황영택;고낙열;최종원;조성석
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.295-303
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    • 2012
  • 한국원자력연구원의 지하처분연구시설인 KURT 주변의 지하수 유동 환경과 관련하여 수집 및 분석된 자료를 바탕으로, 가상의 처분장에서 누출된 방사성 핵종의 이동 현상을 시간 영역(time domain)에서 계산하였다. KURT에서 실시된 현장 시험에서 밝혀진 수리지질학적 특성을 바탕으로 지하수 유동 모의를 실시하였고, 그 결과를 통해 파악된 지하수 유동 경로를 따라 방사성 핵종이 이동하는데 걸리는 시간은 시간 영역에서 용질 이동 모의를 하는 TDRW(Time Domain Random Walk) 방식을 통해 평가하였다. 이류(advection)와 분산(dispersion) 현상 외에 방사성 핵종의 붕괴(decay), 평형 흡착(equilibrium sorption), 암반 기질로의 확산(matrix diffusion) 현상이 용질의 이동 시간에 영향을 주는 것으로 설정되었다. 모의 결과를 통해 방사성 핵종과 지하 매질의 특성에 의한 흡착 현상, 기질 확산 현상이 핵종 이동에 미치는 영향이 분석되었으며, 방사성 핵종의 연쇄 KURT 부지 환경에 위치한 가상의 처분 시설에서 누출되는 방사성 핵종의 이동을 Time Domain에서 해석하는 방법에 관한 연구 반응에 의한 영향도 평가하였다. KURT 부지 환경에서 지표로 유출될 수 있다고 계산된 방사성 핵종의 유출량은 처분장에서 누출될 수 있는 양의 $10^{-3}$배 미만이었고, 암반 기질로의 확산 및 흡착이 고려되면 그 비율이 더욱 낮아졌다. 본 연구에서 사용된 핵종 이동 모의 방법은 방사성붕괴나 흡착, 확산 등 이동 지연 현상을 고려하면서 핵종의 이동 시간을 계산할 수 있어 안전성 평가에서 요구되는 심부 지하에서의 방사성 핵종 이동 관련 자료를 작성하는데 활용될 수 있을 것이다.

외부 및 내부 확산을 적용한 인도네시아 석탄촤의 연소 반응율 분석 (Reaction Rate Analysis of Combustion for Indonesian Coal Char Applied by External/Internal Diffusion)

  • 황찬원;김량균;류광일;오택림;전충환
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권1호
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    • pp.133-140
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 국내 화력발전소에서 사용중인 인도네시아 석탄촤의 연소반응율을 연구하는 것이다. 석탄촤의 반응율은 External, Internal effectiveness factor를 고려하여 입자 내부 및 외부확산을 정량적으로 정리하였으며, Random pore model을 사용하여 탄소변환율에 따른 입자내부비표면적의 변화를 반영하였다. 가열 및 측정이 가능한 WHR(Wire Heating Reactor)를 활용하여 반응시간을 측정함으로써 석탄촤의 반응율을 도출하였고 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 및 TGA(Thermo-Gravimetric Analysis) 장비를 활용하여 석탄촤의 물리적인 특성인 내부비표면적과 Random pore model의 구조변수(${\Psi}$)를 측정하였다. 석탄 종에 따른 활성화에너지 및 빈도인자를 도출하기 위해 아역청탄인 BARAMULTI, ENERGYMAN, AGM탄을 사용하였다. 본 연구 결과에서 External, Internal effectiveness factors를 통해 확산에 따른 kinetics를 비교한 결과 외부 확산 보다 내부 확산의 영향이 지배적임을 확인하였다. 최종적으로 내부 및 외부 확산에 대한 영향을 고려한 3종의 석탄촤 Intrinsic kinetics의 활성화에너지는 110~118 kJ/mol의 값을 보였다.

Lagrangian 개념에 의한 부유토사 확산범위 비교분석 (Comparative Analysis of the Sediment Transport Region based on the Lagrangian Concept)

  • 조홍연;김창일;이길하
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.105-112
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    • 2007
  • Lagrangian 개념에 근거하여 입도분포를 고려한 토사 확산범위 예측모형을 구성하여 입도분포를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 확산범위 변화를 분실하였다. 토사의 입도분포를 Lagransian 관점에서 고려하기 위하여 입도분포곡선을 대수정규분포 함수로 가정하고, 토사입자에 해당하는 난수를 생성하였다. 토사입자는 구형으로 가정하였으며, 입도분포곡선에서 난수의 중량을 기준으로 발생된 난수를 토사입경에 해당하는 인자로 환산하였다. 부유토사 이동양상은 입자의 침강양상 모의를 통하여 검토하였으며, 침강속도는 van Rijn 공식을 이용하였고 침강에 영향을 미치는 인자로는 수평 확산계수만을 상수로 가정하여 포함하였다. 입도분포를 고려한 경우의 확산범위는 표사입도에 의한 영향을 고려하지 않은 경우의 확산범위와 유사하게 산정되었다. 그러나, 확산범위를 공급된 총입자중량의 90%, 99% 토사중량이 차지하는 영역을 기준으로 정의하는 경우, 90% 기준조건에서는 입도분포를 고려하지 않은 경우의 확산범위가 크게 산정되었으나, 99% 기준조건에서는 입도분포를 고려한 경우의 확산범위가 크게 산정되었다. 또한, 토사의 침강양상도 입도분포를 고려한 경우가 보다 현실적인 모습을 반영하고 있는 것으로 판단된다.

다계층 상호작용 네트워크 기반 사상처방의 작용 기전과 대상 질환 탐색 연구 (Exploring the Mechanisms and Target Diseases of Sasang Constitutional Prescription based on Multiscale Interactome)

  • 이원융;김지환
    • 사상체질의학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.10-22
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    • 2023
  • Objectives The aim of this study is to explore the mechanism of action and target diseases of Sasang constitutional prescriptions using a multiscale interactome approach. Methods The compound and target information of Sasang constitutional prescriptions were retrieved from various databases such as the TM-MC, STITCH, and TTD. Key targets for Sasang constitutional prescriptions were identified by selecting the top 100 targets based on the number of simple paths within the constructed network. Diffusion profiles for Sasang constitutional prescriptions and diseases were calculated based on a biased random walk algorithm. Potential diseases and key mechanisms of Sasang constitutional prescriptions were identified by analyzing diffusion profiles. Results We identified 144 Sasang constitutional prescriptions and their targets, finding 80 herbs with effective biological targets. A cluster analysis based on selecting up to 100 key targets for each prescription revealed a more cohesive grouping of prescriptions according to Sasang constitution. We then predicted potential diseases for 62 Sasang constitutional prescriptions using diffusion profiles calculated on a multiscale interactome. Finally, our analysis of diffusion profiles revealed key targets and biological functions of prescriptions in obesity and diabetes. Conclusions This study demonstrates the effectiveness of a multiscale interactome approach in elucidating the complex mechanisms and potential therapeutic applications of prescriptions in Sasang constitutional medicine.

확률경로 기반의 교통류 분석 방법론 (A new approach on Traffic Flow model using Random Trajectory Theory)

  • PARK, Young Wook
    • 대한교통학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.67-79
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    • 2002
  • 교통량, 교통밀도, 교통류 속도 등, 교통류 변수에 대한 현재까지의 불확실한 정의와 연속적 파동방정식의 거시적 교통류 해석상의 문제점을 지적하고 이를 개선하기 위해 교통류 변수들에 대한 새로운 확률적 정의를 제시하고 이들의 성격을 규명하였다. 이러한 새로운 교통류 변수들에 대한 새로운 정의를 바탕으로 미시적 운전자 행동을 세밀하게 수용할 수 있고 많은 교통환경에서 연속적 파동 방정식을 대체하여 교통류 변수들과 통행시간을 예측할 수 있는 미분방정식 체계를 확률 미분방적식을 이용하여 도출하였다. 도출된 미분 방정식을 단일 차량의 시공 괘적에 적용해 보았다.

연안역와동확산: 관측 및 프랙탈 확산 모델링 (Eddy Diffusion in Coastal Seas: Observation and Fractal Diffusion Modelling)

  • 이문진;강용균
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.115-124
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    • 1997
  • 동일지점에 투하한 여러개 표류부표 사이의 이격거리 관측방법을 사용하여 한국 연안 여러곳에서 와동확산의 분산을 측정하고 ‘확산계수’를 산정하였다. 시간이 경과함에 따라 와동확산의 분산은 t$^{m}$ 에 비례하여 증가 하였는데, 여기서 시간지수승 m은 1.5와 3.5범위의 비정수 값으로 나타났다. 실측된 분산의 시간지수승 관계는 와동확산계수를 상수로 두는 확산모델링 방법에서는 재현되지 않는다. 본 논문에서는 프랙탈 이론을 도입하여 와동확산에 에 따른 분산의 지수승 관계를 시뮬레이트하였다. 본 논문의 프랙탈 확산모델에서는 가우스소음 대신에 프랙탈 가우스소음(fGn)을 와동확산에 따른 임의행보 과정에 적용하였다. 이 모델에서 프랙탈 브라운운동(fBm)으로 표현되는 와동확산의 분산은 시간 t에 대하여 t$^{2H}$와 같이 나타났는데, 여기서 H는 허스트 지수(Hurst exponent)이다. 본 논문의 프랙탈 확산모델은 시간지수승이 1과 2범위인 와동확산 분산을 잘 재현하였지만, 시간지수승이 2가 넘는 경우는 재현되지 않는다. 시간지수승이 2이상인 경우는 평균류의 유속전단(velocity shear)에 기인한다.다.

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국지풍모델을 이용한 연안지역 거대 점오염원의 이류확산 수치모의 (Numerical Simulation of Dispersion of a Vast Point Source in Coastal Area using the Local Wind Model)

  • 전병일
    • 한국환경과학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.511-522
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    • 1998
  • The two-stage numerical model was used to study the relation between three-dimensional local wind seal area for Korean peninsula. The first stave is three dimensional time-dependent local wind model which elves the wind field and vertical diffusion coefncient. The second stage is advection/duusion model which uses the results of the first stage as input data. First, wand fields on Korean peninsula for none synoptic scale wand showed typical land and sea breeze circulation, and the emitted particles were transported by sea breeze for daytime, emissions return to sea by land breeze for nighttime.

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스토캐스틱 분자동역학 시뮬레이션을 통한 직사각형 마이크로 채널 내의 입자 확산 연구 (STOCHASTIC MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF PARTICLE DIFFUSION IN RECTANGULAR MICROCHANNELS)

  • 김영록;박철우;김대중
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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    • pp.204-207
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    • 2008
  • Stochastic molecular dynamics simulation is a variation of standard molecular dynamics simulation that basically omits water molecules. The omission of water molecules, occupying a majority of space, enables flow simulation at microscale. This study reports our stochastic molecular dynamics simulation of particles diffusing in rectangular microchannels. We interestingly found that diffusion patterns in channels with a very small aspect ratio differ by dimensions. We will also discuss the future direction of our research toward a more realistic simulation of micromixing.

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스토캐스틱 분자동역학 시뮬레이션을 통한 직사각형 마이크로 채널 내의 입자 확산 연구 (STOCHASTIC MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF PARTICLE DIFFUSION IN RECTANGULAR MICROCHANNELS)

  • 김영록;박철우;김대중
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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    • pp.204-207
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    • 2008
  • Stochastic molecular dynamics simulation is a variation of standard molecular dynamics simulation that basically omits water molecules. The omission of water molecules, occupying a majority of space, enables flow simulation at microscale. This study reports our stochastic molecular dynamics simulation of particles diffusing in rectangular microchannels. We interestingly found that diffusion patterns in channels with a very small aspect ratio differ by dimensions. We will also discuss the future direction of our research toward a more realistic simulation of micromixing.

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