Kim, Bong-Hwan;Lee, Sang-Hwan;Yasuda, Hideyuki;Lee, Sang-Mok
Journal of Korea Foundry Society
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v.30
no.3
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pp.100-110
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2010
The solidification sequence and formation of intermetallic phase of Fe-rich Al-Si-Cu alloy were investigated by using real-time imaging of synchrotron X-ray radiation. Effects of cooling rate during uni-directional solidification on the resultant solidification behavior was also studied in a specially constructed vacuum chamber in the SPring-8 facility. The series of radiographic images were complementarily analyzed with conventional analysis of OM and SEM/EDX for phase identification. Detailed solidification sequence and formation mechanisms of various phases were discussed based on real-time image analysis. The growth rates of $\alpha$-AlFeMnSi and ${\beta}-Al_5FeSi$ were measured in order to understand the growth behavior of each phase. It is suggested that real-time imaging technique can be a powerful tool for the precise understanding of solidification behavior of various industrial materials.
Industrially, die-casting products are formed through casting, and so the methods to inspect the defects inside them are very restrictive. External inspection methods including visual inspection, sampling judgment, etc. enables researchers to inspect possible external defects, but x-ray inspection equipment has been generally used to inspect internal ones. Recently, they have been also applying three-dimensional internal inspections using CT equipment. However, they have their own limitations in applying to the use of industrial inspection due to limited detection size and long calculation time. To overcome the above problems, this paper has suggested a method to inspect internal defects by comparing the CAD data of the product to be inspected with the 3D data of the CT image. In this paper, we proposed a method for fast and accurate inspection in three dimensions by applying x-ray inspection to find internal defects in industrial parts such as aluminum die casting products. To show the effectiveness of the proposed method, a series of experiments have been carried out.
Gravity tilt pour casting can effectively guarantee the reduction of various casting defects by controlling the rotation speed and the tilting angle of the mold during tilt pouring. The relationship between casting process parameters and the soundness of castings has been investigated in order to determine the optimum process variables in the gravity tilt pour casting process. In order to evaluate the effect of rotation speed on mold filling patterns, a video camera was employed to visualize the in-situ fluid flow behavior of the molten metal, and the relevant fluid velocity was also estimated. X-ray and mechanical tests were also performed to evaluate the effect of fluid velocity on casting quality. With the rotation speed lower than 0.5 r.p.m., which is nearly corresponding to the critical velocity of stability in the fluid flow, sound castings were obtained without having any casting defects. It can be concluded that the gravity tilt pour casting process is an effective process for manufacturing sound casting products with enhanced physical and mechanical properties.
We present a novel memory-efficient parallel ray casting algorithm for unstructured grid volume rendering on multi-core CPUs. Our method is based on the Bunyk ray casting algorithm. To solve the high memory overhead problem of the Bunyk algorithm, we allocate a fixed size local buffer for each thread and the local buffers contain information of recently visited faces. The stored information is used by other rays or replaced by other face's information. To improve the utilization of local buffers, we propose an image-plane based ray grouping algorithm that makes ray groups have high coherency. The ray groups are then distributed to computing threads and each thread processes the given groups independently. We also propose a novel hash function that uses the index of faces as keys for calculating the buffer index each face will use to store the information. To see the benefits of our method, we applied it to three unstructured grid datasets with different sizes and measured the performance. We found that our method requires just 6% of the memory space compared with the Bunyk algorithm for storing face information. Also it shows compatible performance with the Bunyk algorithm even though it uses less memory. In addition, our method achieves up to 22% higher performance for a large-scale unstructured grid dataset with less memory than Bunyk algorithm. These results show the robustness and efficiency of our method and it demonstrates that our method is suitable to volume rendering for a large-scale unstructured grid dataset.
In this study, investment casting shell waste successfully utilized to produce cordierite/mullite/zircon composites. Green pellets, consisting of investment casting shell waste, alumina, and magnesia, were prepared and sintered at temperatures between 1250 and 1350 ℃. The influence of the sintering temperature on the crystalline phase composition, densification behavior, flexural strength, microstructure, and radiation shielding properties of the cordierite/mullite/zircon composites is investigated. Phase analysis showed that characteristic cordierite peaks appear at 1250 ℃, but the complete conversation of silica from investment casting shell waste into cordierite requires a sintering temperature of at least 1300 ℃. Notably, the cordierite/mullite/zircon composite sintered at 1350 ℃ exhibited a sixfold increase in flexural strength compared to the ceramic composite directly fabricated from investment casting shell waste at the same sintering temperature. Furthermore, the effect of Y2O3 addition on composites' radiation shielding properties is investigated. The results show that the Y2O3 addition improves densification behavior, enhancing the shielding capabilities of the composites against fast neutron and gamma radiation. Our findings suggest that the developed ceramic composites show significant potential for gamma-ray and neutron shielding applications.
Korean Journal of Computational Design and Engineering
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v.16
no.4
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pp.285-291
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2011
A pose estimation process from medical images is calculating locations and orientations of objects obtained from Computed Tomography (CT) volume data utilizing X-ray images from two directions. In this process, digitally reconstructed radiograph (DRR) images of spatially transformed objects are generated and compared to X-ray images repeatedly until reasonable transformation matrices of the objects are found. The DRR generation and image comparison take majority of the total time for this pose estimation. In this paper, a fast DRR generation technique based on GPU parallel computing is introduced. A volume ray-casting algorithm is explained with brief vector operations and a parallelization technique of the algorithm using Compute Unified Device Architecture (CUDA) is discussed. This paper also presents the implementation results and time measurements comparing to those from pure-CPU implementation and open source toolkit.
볼륨 렌더링은 3D 의료영상 데이터를 가시화하는 중용한 기법 중 하나이다. 그러나 볼륨 렌더링을 실시간으로 이룰 때, 많은 계산량을 필요로하는 것이 볼률 렌더링을 사용하는데 걸림돌이 되고 있다. 이 논문에서는 Superscalar와 VLIM(Very Long Instruction Word)의 구조를 가지고 있어 동시에 8개의 명령어 수행이 가능한 TI사의 TMS320C6201 DSP를 이용하여 3D 초음파 영상의 쉬어-웝 볼륨 렌더링을 구현하였다. 쉬어-웝 방법을 DSP 상에서 최적으로 구현하기 위하여 ray map 방법, one-to-four ray casting, ?디 skipping 방법을 제안하였다. 제안한 방법들을 이용한 볼륨 렌더링과 적용하지 않은 기존의 알고리즘을 DSP에 구현하여 PSNR과 렌더링 시간의 비교·평가를 통해 만족할 만한 영상 화질에 빠른 렌더링 성능을 얻을 수 있음을 보여주었다.
Visualizing a volume dataset with ray-casting which of visualization methods provides high quality image. However it spends too much time for rendering because the size of volume data are huge. Recently, various researches have been proposed to accelerate GPU-based volume rendering to solve these problems. In this paper, we propose an efficient GPU-based empty space skipping to accelerate volume ray-casting using octree traversal. This method creates min-max octree and searches empty space using vertex splitting. It minimizes the bounding polyhedron by eliminating empty space found in the octree traveral step. The rendering results of our method are identical to those of previous GPU-based volume ray-casting, with the advantage of faster run-time because of using minimized bounding polyhedron.
The standard volume ray-tracing, optimized with octree, needs to repeatedly traverse hierarchical structures for each ray that often leads to redundant computations. It also employs the expensive 3D interpolation for producing high quality images. In this paper, we present a new ray-casting method that efficiently computes shaded colors and opacities at resampling points by traversing octree only once. This method traverses volume data in object-order, finds resampling points on slices incrementally, and performs resampling based on 2D interpolation. While the early ray-termination, which is one of the most effective optimization techniques, is not easily combined with object-order methods, we solved this problem using a dynamic data structure in image space. Considering that our new method is easy to implement, and need little additional memory, it will be used as very effective volume method that fills the performance gap between ray-casting and shear-warping.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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1999.06a
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pp.220-224
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1999
Sliding wear test was employed to determine the effect of whisker content and orientation on the firiction and wear behavior of SiC whisker reinforced alumina. Composites containing unidirectionally oriented whiskers were prepared by a modified tape casting followed by lamination, binder removal and hot pressing in order to align the whiskers in the tape casting direction. Wear coefficients on three directions were measured; parallel and normal to the tape casting direction on the tape casting surface and normal to lamination direction on surfnce normal to the tape casting direction. In the effect of whisker orientation, the highest wear rate was obtained in the direction parallel tape casting direction and the lowest in the direction normal to lamination direction at all temperatures. Silicon oxide layer amoothing the surface was detected by energy dispersive X-ray analysis on the worn surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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