• 제목/요약/키워드: second order optimization

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반응표면분석법에 의한 머위(Petasites japonicus)의 bakkenolide B추출공정 최적화 (Optimization of Extraction Conditions for Bakkenolide B from the Leaves of Petasites japonicus by Using Response Surface Methodology)

  • 김정헌;김용민;정헌식;최영환;이경필;임동순;이영근
    • 생명과학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.167-172
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    • 2014
  • 머위(Petasites japonicus) 잎에서 알레르기성 천식 억제 효능이 있는 bakkenolide B의 최적 추출공정을 반응표면 분석법을 이용하여 결정하였다. Box-Behnken design에 따라 설정한 추출온도(80, 100, $120^{\circ}C$), 추출시간(30, 45, 60 min) 및 추출용매의 pH (5, 7, 9)를 독립변수로 하고, 추출물의 특성 즉, bakkenolide B의 함량과 항알러지의 측정지표인 비만세포의 탈과립반응 억제효과를 종속변수로 하여 분석을 실시하였다. Bakkenolide B의 추출함량은 추출온도, 시간, pH의 유의적인 영향을 받았으며, 추출온도 $127.1^{\circ}C$, 시간 46.6분, 추출용매의 pH 7.7에서 최대치 121.6 ${\mu}g/g$이 예측되었다. 비만세포의 탈과립반응 억제효과의 회귀분석 결과는 유의성이 인정되지 않았고 낮은 상관계수를 보였다.

단섬유 보강 복합재료에서의 섬유배향의 수치모사를 위한 개선된 근사모델 (Improved Closure Approximation for Numerical Simulation of Fiber Orientation in Fiber-Reinforced Composite)

  • D.H. Chung;T.H. Kwon
    • 유변학
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    • 제10권4호
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    • pp.202-216
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    • 1998
  • 기존의 'Orthotropic' 근사모델의 개선된 형태인 ORW를 새로운 유동 자료를 이용하여 수치적으로 구하였다. 기존의 'Orthotropic' 근사모델인 ORF나 ORL은 특히 전단유동 하에서 상호작용상수 $C_1$<0.001인 경우 비물리적 진동특성을 나타낸다. 물론 center-gated disk와 같은 비균일 유동하에서도 비물리적 진동특성을 나타내고 'Distribution Function Calculation'과 비교하여 배향 상태를 낮게 예측한다. 이런 현상들은 바로 least-square 최적화 시 사용된 유동 자료에 기인한 것을 알 수 있었다. 작은 상호작용계수의 균일 유동 자료를 이용하여 최적화를 한 ORW의 경우 비물리적 진동특성도 나타나지 않았고 균일 및 비균일 유동하에서 모두 정성적으로 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 최적화 시 사용된 함수의 선택은 근사모델을 발전시키는데 그다지 영향을 미치지 못하였다. 하지만, 모든 배향 텐서의 eigenvalue들을 고려하면 보다 정량적으로 발전시킬 수 있지만 이들의 함수모양 선택은 중요하고 어려운 문제다. 비교를 위하여 ORW와 다른 여러 가지 근사모델을 이용하여 Film-gated strip과 Center-gated disk에 대한 연계효과 및 평면속도구배를 포함한 사출성형 충전공정의 수치모사를 수행하였다. ORW가 'Distribution Function Calculation' 과 비교하여 정량적으로도 거의 비슷한 결과를 예측함을 보여주지만 실제 실험자료와 비교하였을 때 약간의 차이가 있음을 확인하였다. 따라서 좀 더 정확히 섬유의 배향도를 예측하기 위해서는 섬유들의 상호작용을 나타내는 항의 모델링의 변화가 요구된다.

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아세틸렌 흡착공정용 MOF-235 합성 최적화를 위한 실험 계획법 적용 (An Application of Design of Experiments for Optimization of MOF-235 Synthesis for Acetylene Adsorption Process)

  • 조형민;유계상
    • 공업화학
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    • 제31권4호
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    • pp.377-382
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    • 2020
  • 아세틸렌 흡착 공정을 위한 MOF-235 합성의 최적화를 위해 순차적인 실험 계획법을 사용하였다. 이를 위하여 두 가지 실험 계획법이 적용되었는데, screening을 위한 2단계 요인 설계와 반응표면 분석법 중에 하나인 중심합성 계획이다. 본 연구에서는 23 요인 설계법을 이용하여 MOF-235의 결정도에 대한 합성 온도, 합성 시간 및 혼합 속도의 영향을 평가하였다. MINITAB 19 소프트웨어에 따라 설계된 16번의 MOF-235 합성 실험을 수행하였다. XRD 분석을 바탕으로 Half-Normal, Pareto, Residual, Main 및 Interaction 효과를 구하였다. 시험 결과의 분산 분석(ANOVA)을 통해 합성 온도 및 시간이 MOF-235의 결정도에 중요한 영향을 미친다는 것을 분석하였다. 이후, 중심합성 계획법을 이용하여 아세틸렌 흡착성능 최적화를 MOF-235의 선정된 합성 조건을 바탕으로 수행하였다. 설계된 9번의 흡착실험을 통해 도출된 결과를 2차 모델 방정식을 이용하여 계산하였다. 아세틸렌의 최대 흡착 용량(18.7 mmol/g)은 86.3 ℃ 및 28.7 h의 최적의 조건에서 합성된 MOF-235에서 얻을 수 있다고 예측하였다.

The Respective Effects of Shoot Height and Conservation Method on the Yield and Nutritive Value, and Essential Oils of Wormwood (Artemisia montana Pampan)

  • Kim, S.C.;Adesogan, A.T.;Ko, Y.D.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제19권6호
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    • pp.816-824
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    • 2006
  • This study was conducted to evaluate the shoot height at which the yield and nutritive value of wormwood (Artemisia montana) is optimized in order to provide information on its potential to support animal production (Experiment 1). A second objective was to determine how the essential oil (EO) concentration in wormwood hay and silage differ (Experiment 2). In Experiment 1, Artemisia montana was harvested at five different shoot heights (20, 40, 60, 80 and 100 cm) from triplicate $1.8{\times}1.8m$ plots. Dry matter (DM) yield was measured at each harvest date and the harvested wormwood was botanically separated into leaf, stalk and whole plant fractions and analyzed for chemical composition and in vitro dry matter digestibility (DMD). Values for total digestible nutrients (TDN), digestible energy (DE) and metabolizable energy (ME) were subsequently calculated using prediction equations. Dry matter yields of stalk and whole plant increased linearly (p<0.001) and leaf yield increased quadratically (p<0.01) with shoot height, whereas the leaf/stalk ratio decreased linearly (p<0.001). As shoot height increased, there was a linear increase (p<0.001) in leaf DM, ether extract (EE) and neutral detergent fiber (NDF) contents and a quadratic increase (p<0.05) in leaf acid detergent fiber (ADF) and nitrogen free extract (NFE) contents, and stalk and whole plant DM (p<0.001), organic matter (OM, p<0.01 and p<0.05), NDF (p<0.001 and 0.05) and NFE (p<0.05) contents. However, there were decreases in leaf crude protein content (CP, quadratic, p<0.001) and stalk and whole plant EE content (linear, p<0.001), CP (quadratic, p<0.05) and ash (quadratic, p<0.05) contents. Digestibility of DM and TDN, and DE and ME value in leaves were not affected by increasing shoot height, but these measures linearly decreased (p<0.001) in stalk and whole plant. In Experiment 2, the hay had higher DM and CP concentrations, but lower EE concentration than the silage. Essential oil (EO) content in wormwood silage (0.49 g/100 g DM) was higher (p<0.05) than that in wormwood hay (0.32 g/100 g DM). Wormwood hay contained 25 essentail oils (EO) including camphor (10.4 g/100 g), 1-borneol (11.6 g/100 g) and caryophyllene oxide (27.7 g/100 g), and wormwood silage had 26 EO constituents including 3-cyclohexen-1-ol (8.1 g/100 g), trans-caryophyllene (8.6 g/100 g) and ${\gamma}$-selinene (16.8 g/100 g). It is concluded that the most ideal shoot height for harvesting wormwood is 60 cm based on the optimization of DM yield and nutritive value. Wormwood silage had a greater quantity and array of EO than wormwood hay.

반응표면분석법을 이용한 대추잎 항산화물질의 에탄올추출조건 최적화 (Optimization of Ethanol Extraction Conditions for Antioxidants from Zizyphus jujuba Mill. Leaves Using Response Surface Methodology)

  • 민들레;임석원;안준배;최영진
    • 한국식품과학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.733-738
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    • 2010
  • 대추잎 항산화 물질의 고효율 추출을 위한 에탄올 용매추출조건을 반응표면분석법을 사용하여 최적화하였다. Box-Behnken design에 따라 추출공정 조작변수(온도, 시간, 에탄올 농도)를 독립변수로, 이에 따라 영향을 받는 종속변수(총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, 전자공여능)를 설정하여 실험하였다. 추출물의 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량은 시간과 온도의 영향을 거의 받지 않으며, 용매비가 높을수록 증가하다가 최고점을 보인 후 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 전자공여능 또한 시간과 온도의 영향보다는 용매비에 영향을 많이 받는데, 에탄올 농도가 높을수록 전자공여능이 높게 측정되었다. 추출물의 특성을 모두 만족시키는 최적 추출조건 범위 내에서 임의의 조작조건(온도 $45^{\circ}C$, 시간 15분, 에탄올 농도 45%)을 설정하였다. 최적조건에서 예측값과 실험값을 비교한 결과, 유사한 값을 보여주어 회귀식이 신뢰할 수 있음을 알 수 있었다.

Fabrication of Large Area Transmission Electro-Absorption Modulator with High Uniformity Backside Etching

  • Lee, Soo Kyung;Na, Byung Hoon;Choi, Hee Ju;Ju, Gun Wu;Jeon, Jin Myeong;Cho, Yong Chul;Park, Yong Hwa;Park, Chang Young;Lee, Yong Tak
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.220-220
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    • 2013
  • Surface-normal transmission electro-absorption modulator (EAM) are attractive for high-definition (HD) three-dimensional (3D) imaging application due to its features such as small system volume and simple epitaxial structure [1,2]. However, EAM in order to be used for HD 3D imaging system requires uniform modulation performance over large area. To achieve highly uniform modulation performance of EAM at the operating wavelength of 850 nm, it is extremely important to remove the GaAs substrate over large area since GaAs material has high absorption coefficient below 870 nm which corresponds to band-edge energy of GaAs (1.424 eV). In this study, we propose and experimentally demonstrate a transmission EAM in which highly selective backside etching methods which include lapping, dry etching and wet etching is carried out to remove the GaAs substrate for achieving highly uniform modulation performance. First, lapping process on GaAs substrate was carried out for different lapping speeds (5 rpm, 7 rpm, 10 rpm) and the thickness was measured over different areas of surface. For a lapping speed of 5 rpm, a highly uniform surface over a large area ($2{\times}1\;mm^2$) was obtained. Second, optimization of inductive coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) was carried out to achieve anisotropy and high etch rate. The dry etching carried out using a gas mixture of SiCl4 and Ar, each having a flow rate of 10 sccm and 40 sccm, respectively with an RF power of 50 W, ICP power of 400 W and chamber pressure of 2 mTorr was the optimum etching condition. Last, the rest of GaAs substrate was successfully removed by highly selective backside wet etching with pH adjusted solution of citric acid and hydrogen peroxide. Citric acid/hydrogen peroxide etching solution having a volume ratio of 5:1 was the best etching condition which provides not only high selectivity of 235:1 between GaAs and AlAs but also good etching profile [3]. The fabricated transmission EAM array have an amplitude modulation of more than 50% at the bias voltage of -9 V and maintains high uniformity of >90% over large area ($2{\times}1\;mm^2$). These results show that the fabricated transmission EAM with substrate removed is an excellent candidate to be used as an optical shutter for HD 3D imaging application.

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반응표면분석법에 의한 머위 잎의 petasin 추출공정 최적화 (Optimization of a Process for Extraction of Petasin from Petasites japonicus Leaves by Response Surface Methodology)

  • 이동완;이세열;정헌식;최영환;임동순;이영근
    • 생명과학회지
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    • 제23권11호
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    • pp.1360-1364
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    • 2013
  • 머위 잎에서 알레르기성 천식에 효과적 치료제로 알려져 있는 petasin을 효율적으로 추출하기 위해 반응표면분석법을 사용하여 petasin 추출공정 최적화를 실시하였다. Box-Behnken design에 따라 설정한 에탄올 농도(40-80%), 추출 rpm (125-225), 추출시간(1-3 hr)을 독립변수로 하고 추출물의 특성 즉, 추출수율과 petasin 함량을 종속변수로 하여 분석을 실시하였다. 추출물의 petasin 함량은 에탄올 농도, 추출 rpm, 추출시간의 유의적인 영향을 받으며 특히, 에탄올 농도의 영향이 크며 이의 수준이 높아짐에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 추출조건에 따른 petasin의 거동은 유의적인 회귀식으로 설명이 가능한 것으로 확인되었다. 반응표면분석 결과, 머위 잎으로부터 petasin의 추출에 최적인 조건으로 에탄올 농도는 79.92%, 추출 rpm은 178.10, 추출시간은 2.06 hr로 각각 결정되었다.

GPU를 이용한 소프트웨어 디지털 필터의 성능개선에 관한 연구 (A Study on the Performance Improvement of Software Digital Filter using GPU)

  • 염재환;오세진;노덕규;정동규;황주연;오충식;김효령
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.153-161
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    • 2018
  • 본 논문은 GPU를 이용한 소프트웨어(SW) 디지털 필터의 성능개선에 대해 기술한다. 기존에 개발한 SW 디지털 필터는 CPU 기반에서 동작하여 속도가 느린 문제점이 있었는데, EAVN 관측데이터의 디지털 필터링을 위해 GPU를 도입하여 연산속도를 개선하였고, 필터링을 통하여 다른 관측국과의 데이터 처리가 가능하도록 하였다. SW 디지털 필터의 연산속도를 개선하기 위해 Tensor Core가 내장된 NVIDIA Titan V GPU 보드를 사용하였으며, 2Gbps (512 MHz BW, 1-IF)의 95초 관측데이터를 필터링하는데 관측시간의 약 1.1배, 1Gbps (16MHz BW, 16-IF)로 필터링하는데 약 0.78배 처리속도를 각각 달성하였다. 또한 KVN으로 1, 2Gbps 동시관측한 데이터에 대해 2Gbps 데이터를 디지털 필터링하여 기존 1Gbps와 비교한 결과, 교차전력스펙트럼, 위상, SNR 등이 유사한 값을 얻어 본 연구에서 개발한 SW 디지털 필터를 활용한 데이터 처리와 분석을 수행하는데 유효함을 확인하였다. 향후에는 여러 개의 GPU 보드를 사용하기 위한 소스 코드의 분산처리 최적화를 수행할 경우 실시간으로 관측데이터를 필터링할 수 있을 것으로 기대된다.

LRFD 설계를 위한 현장타설말뚝의 주면지지력 저항계수 산정 (Determination of Resistance Factors of Load and Resistance Factor Design for Drilled Shaft Based on Load Test)

  • 김석중;권오성;정성준;한진태;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권7호
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    • pp.17-24
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    • 2010
  • 기초구조물의 설계에 있어 전세계적으로 하중저항계수설계법(LRFD)이 확산되는 추세이다. 현재 국내의 현장타설 말뚝 설계에 있어 AASHTO(2007)에서 제안한 저항계수를 이용하고 있지만, 이는 미국 내 분포하는 무결암에 대한 저항계수이며 지역적 가변성이 큰 저항계수의 특성상 국내 암반에 적용하기에 부적합하다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 수행된 재하시험 자료를 이용하여 국내 지반에 적합한 저항계수를 산정하였다. 측정지지력 확인이 가능한 8개 현장의 재하시험 결과 중 22개의 자료를 이용하여 4가지의 지지력 공식에 대한 저항편향계수를 산정하였으며, 이를 이용하여 신뢰성분석을 수행하였다. 그 결과 현장타설말뚝의 안전율이 3.0일 때 목표 신뢰도지수는 약 2.01~2.30 으로 산정되었다. 또한 최적화를 이용하여 저항계수 및 하중계수를 산정한 결과 저항계수는 약 0.48~0.56, 사하 중계수는 약 1.25, 활하중 계수는 약 1.75로 산정되었다. 하지만 목표 신뢰도지수를 AASHTO에서 제안한 3.0을 이용하여 저항계수를 산정하면 목표 신뢰도지수 2.0을 적용하였을 때 산정한 저항계수의 약 50% 값을 가진다.

반응표면분석에 의한 소국(小菊) 에탄올 추출물의 추출조건 최적화 (Optimization of Extraction Conditions for Ethanol Extracts from Chrysanthemum morifolium by Response Surface Methodology)

  • 박난영;권중호;김현구
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.1189-1196
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    • 1998
  • 재배국인 소국의 꽃잎을 이용하여 우수한 품질특성의 에탄올추출물을 얻고자 반응표면분석에 의해 추출조건을 최적화 하였다. 중심합성계획에 따라 시료에 대한 용매비$(X_1)$, 에탄올 농도$(X_2)$, 추출시간$(X_3)$을 요인변수로 하고 추출물의 특성 즉, 황색도$(Y_1)$, 카로티노이드 함량$(Y_2)$, 가용성고형분$(Y_3)$, 페놀성 화합물 함량$(Y_4)$, 전자공여능$(Y_5)$, 관능적 색과 향$(Y_6,\;Y_7)$을 각각 종속변수로 하여 $60^{\circ}C$에서 추출을 실시하였다. 각 조건별 실험결과를 회귀분석하여 3차원 반응표면분석을 실시하여 본 결과, 종속변수들에 대한 결정계수$(R^2)$$0.8223{\sim}0.9965$ 범위로 나타났다. 추출물의 기능적 특성들을 극대화하기 위한 최적추출조건은 황색도가 시료에 대한 용매비 115 mL/g, 에탄올 농도 97%, 추출시간 18 hr, 카로티노이드 함량 145 mL/g, 50%, 12 hr, 가용성고형분 147 mL/g, 48%, 17 hr, 페놀성 화합물 함량 116 mL/g, 68%, 17 hr, 전자공여작용 110 mL/g, 98%, 14 hr, 관능적 색은 101 mL/g, 48%, 54 hr에서, 향은 109 mL/g, 54% 및 4 hr 조건일 때 최대값을 나타내었다. 추출물의 여러 기능적 특성을 고려한 추출조건 범위를 최적화 해 본 결과 시료에 대한 용매비 $103{\sim}122\;(mL/g)$, 에탄올 농도 $64{\sim}78\;(%)$, 추출시간 16 (hr)로 나타났다. 최적조건에서 얻어진 에탄올 추출물의 예측값들은 실제 측정값과 유사한 수준으로 확인되었다.

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