• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1825-1834
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• 2022

Performing high-fidelity computational fluid dynamics (HF-CFD) to predict the flow and heat transfer state of the coolant in the reactor core is expensive, especially in scenarios that require extensive parameter search, such as uncertainty analysis and design optimization. This work investigated the performance of utilizing a multi-fidelity reduced-order model (MF-ROM) in PWR rod bundles simulation. Firstly, basis vectors and basis vector coefficients of high-fidelity and low-fidelity CFD results are extracted separately by the proper orthogonal decomposition (POD) approach. Secondly, a surrogate model is trained to map the relationship between the extracted coefficients from different fidelity results. In the prediction stage, the coefficients of the low-fidelity data under the new operating conditions are extracted by using the obtained POD basis vectors. Then, the trained surrogate model uses the low-fidelity coefficients to regress the high-fidelity coefficients. The predicted high-fidelity data is reconstructed from the product of extracted basis vectors and the regression coefficients. The effectiveness of the MF-ROM is evaluated on a flow and heat transfer problem in PWR fuel rod bundles. Two data-driven algorithms, the Kriging and artificial neural network (ANN), are trained as surrogate models for the MF-ROM to reconstruct the complex flow and heat transfer field downstream of the mixing vanes. The results show good agreements between the data reconstructed with the trained MF-ROM and the high-fidelity CFD simulation result, while the former only requires to taken the computational burden of low-fidelity simulation. The results also show that the performance of the ANN model is slightly better than the Kriging model when using a high number of POD basis vectors for regression. Moreover, the result presented in this paper demonstrates the suitability of the proposed MF-ROM for high-fidelity fixed value initialization to accelerate complex simulation.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제46권5호
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• pp.379-394
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• 2023

Targeted Alpha Therapy (TAT) is a new method of cancer treatment that protects normal tissues while selectively killing tumor cells using high cytotoxicity and short range of alpha particles, and target alpha therapy is a highly specific and effective cancer treatment strategy, and its potential has been proven through many clinical and experimental studies. This treatment method accurately delivers alpha particles by selecting specific molecules present in cancer tissue, which has an effective destruction and tumor suppression effect on cancer cells, and one of the main advantages of target alpha treatment is the physical properties of alpha particles. Alpha particles have a very high energy and short effective distance, interacting with target molecules in cancer tissues and having a fatal effect on cancer cells, which is known to cause DNA damage and cell death in cancer cells. TAT has shown positive results in preclinical and clinical studies for various types of cancers, especially those that resist or are unresponsive to existing treatments, but there are several challenges and limitations to overcome for successful clinical transition and application. These include the provision and production of suitable alpha radioisotopes, optimization of target vectors and delivery formulations, understanding and regulation of radiological effects, accurate dosage calculation and toxicity assessment. Future research should focus on developing new or improved isotopes, target vectors, transfer formulations, radiobiological models, combination strategies, imaging techniques, etc. for TAT. In addition, TAT has the potential to improve the quality of life and survival of cancer patients due to the possibility of a new treatment for overcoming cancer, and to this end, prospective research on more carcinomas and more diverse patient groups is needed.

• 한국음향학회지
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• 제25권6호
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• pp.269-276
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• 2006

본 논문은 이동전화 (Cellular phone)를 통해 실시간으로 습득된 음성으로부터 사람의 감성 상태를 평상 혹은 화남으로 인식할 수 있는 음성 감성인식 시스템을 제안하였다. 일반적으로 이동전화를 통해 수신된 음성은 화자의 환경 잡음과 네트워크 잡음을 포함하고 있어 음성 신호의 감성특정을 왜곡하게 되고 이로 인해 인식 시스템에 심각한 성능저하를 초래하게 된다. 본 논문에서는 이러한 잡음 영향을 최소화하기 위해 비교적 단순한 구조와 적은 연산량을 가진 MA (Moving Average) 필터를 감성 특정벡터에 적용해서 잡음에 의한 시스템 성능저하를 최소화하였다. 또한 특정벡터를 최적화할 수 있는 SFS (Sequential Forward Selection) 기법을 사용해서 제안 감성인식 시스템의 성능을 한층 더 안 정화시켰으며 감성 패턴 분류기로는 k-NN과 SVM을 비교하였다. 실험 결과 제안 시스템은 이동통신 잡음 환경에서 약 86.5%의 높은 인식률을 달성할 수 있어 향후 고객 센터 (Call-center) 등에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제11권1호
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• pp.41-50
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• 2022

본 논문에서는 멜라닌과 헤모글로빈 등의 피부 색상을 구성하는 주요한 요소들을 카메라의 RGB 신호로부터 직접 계산하는 방법을 제안한다. 피부 색상의 주요한 요소들은 통상적으로 특정한 장비를 이용하여 분광 반사도를 측정하고, 측정된 빛의 일부 파장에서의 값들을 중심으로 재구성하는 방법을 사용한다. 이와 같은 방법으로 산출된 값들은 멜라닌 지수, 홍반 지수와 같은 것들이 있으며, 분광반사도 측정 장치나 다중스펙트럼 카메라 등의 특수한 장비를 필요로 한다. 일반적인 디지털 카메라로부터 이와 같은 성분요소들에 대한 직접적인 계산방법은 찾아보기 어려우며, 독립성분 분석(Independent Component Analysis)을 이용하여 멜라닌과 헤모글로빈의 농도를 간접적으로 계산하는 방법은 제안되어 있다. 이 방법은 일정한 RGB 영상의 영역을 대상으로 하여, 주성분 분석(Principal Component Analysis)과 유사한 방식으로 멜라닌과 헤모글로빈의 특성벡터를 추출하고, 농도를 계산할 수 있다. 이 방법의 단점은 일정한 영역의 화소 그룹을 입력으로 이용하기 때문에 화소단위의 직접적인 계산이 어렵고, 추출된 특성벡터는 최적화 방식으로 구현하기 때문에 실행할 때마다 다른 값으로 계산되는 경향이 있다. 최종적인 계산은 특성벡터 자체를 활용하지 않고, RGB 좌표계로 다시 변환하여 멜라닌과 헤모글로빈의 성분을 나타내는 영상 형태로 결정된다. 이 방법의 단점을 개선하기 위하여 제안하는 방법은 특성벡터를 활용하여 RGB 좌표계가 아닌 특징 공간에서 멜라닌과 헤모글로빈의 성분 값을 계산하는 것과, 일반적인 디지털 카메라를 이용하여 피부색에 해당하는 분광 반사도를 계산하는 방법, 분광 반사도를 이용하여 멜라닌과 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 카로티노이드 등의 피부색소를 구성하는 세부 성분들의 계산방법 등이다. 제안한 방법은 분광 반사도 측정 장치나 다중 스펙트럼 카메라 등의 특수한 장비를 필요로 하지 않으며, 기존 방법과는 달리 화소단위의 직접적인 계산이 가능하고, 반복 실행에도 동일한 특성을 얻을 수 있다. 제안한 방법은 기존에 비하여 성능의 안정성을 나타내는 표준편차가 15% 수준으로 낮게 나타나 6배 정도의 안정적인 성능을 가진 것으로 추정된다.

• Molecules and Cells
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• 제43권11호
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• pp.909-920
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• 2020

Cytosolic Ca²⁺ levels ([Ca²⁺]_c) change dynamically in response to inducers, repressors, and physiological conditions, and aberrant [Ca²⁺]_c concentration regulation is associated with cancer, heart failure, and diabetes. Therefore, [Ca²⁺]_c is considered as a good indicator of physiological and pathological cellular responses, and is a crucial biomarker for drug discovery. A genetically encoded calcium indicator (GECI) was recently developed to measure [Ca²⁺]_c in single cells and animal models. GECI have some advantages over chemically synthesized indicators, although they also have some drawbacks such as poor signal-to-noise ratio (SNR), low positive signal, delayed response, artifactual responses due to protein overexpression, and expensive detection equipment. Here, we developed an indicator based on interactions between Ca²⁺-loaded calmodulin and target proteins, and generated an innovative GECI sensor using split nano-luciferase (Nluc) fragments to detect changes in [Ca²⁺]_c. Stimulation-dependent luciferase activities were optimized by combining large and small subunits of Nluc binary technology (NanoBiT, LgBiT:SmBiT) fusion proteins and regulating the receptor expression levels. We constructed the binary [Ca²⁺]_c sensors using a multicistronic expression system in a single vector linked via the internal ribosome entry site (IRES), and examined the detection efficiencies. Promoter optimization studies indicated that promoter-dependent protein expression levels were crucial to optimize SNR and sensitivity. This novel [Ca²⁺]_c assay has high SNR and sensitivity, is easy to use, suitable for high-throughput assays, and may be useful to detect [Ca²⁺]_c in single cells and animal models.

• 한국음향학회지
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• 제23권1호
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• pp.8-16
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• 2004

천해환경에서 저주파 광대역신호와 수직선배열을 이용하여, 퇴적층의 지음향인자(층두께, 종파속도, 종파감쇠계수, 밀도)를 역추정하였다. 역산방법은 모델 기반의 역산으로 유전알고리즘 (Genetic Algorithm)을 이용한 일관적 광대역 정합장처리(Coherent Broadband Matched Field Processing)기법을 사용하였다. 저주파 광대역음원으로 사용된 상업용 전구의 내폭신 호는 짧은 시간동안 많은 변화를 포함하는 천이신호이기 때문에, 분석시 시간과 주파수에 따른 창함수의 조절이 요구되는데, 주기신호분석에 주로 사용되는 퓨리에 기반의 분석방법은 이러한 점에서 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 해양도파관에서 근거리 음파전달 시 계측된 시계열신호로부터 다중경로성분을 구분하고 추출하기 위하여 시간-주파수영역에서 창함수의 크기조절이 가능한 웨이블릿 변환을 통한 신호 분석을 수행하였고, 분석된 실측음장과 계산된 복제음장의 연속웨이블릿 계수를 상호상관 시킴으로써 비용함수를 정의하였다. 비용함수의 전역최고점을 찾는 최적화 과정을 통하여 각 퇴적층의 지음향인자들을 역추정하였다. 특히 역산인자의 민감도에 따른 퇴적층별, 인자별, 분리연산을 수행함으로써 최적화과정에서 참값으로의 수렴효율을 높였다. 역산의 결과 실험해역 퇴적물 상층부에는 두께 44.43m, 음속 1549 m/s의 모래-실트-점토질(sand-silt-clay)층이 존재하고, 그 하부에는 12.28m 음속 1993 m/s의 거친모래질(Coarse sand)층의 존재를 추정해 내었다. 또한 역산 결과를 시추자료 및 탄성파 자료와 비교함으로써 본 논문에서 제안한 역산 방법의 유효성을 확인하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권4호
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• pp.378-384
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• 2005

Vanillin is one of the world's principal flavoring compounds, and is used extensively in the food industry. The potential vanillin production of the bacteria was compared to select and clone genes which were appropriate for highly productive vanillin production by E. coli. The fcs (feruloyl-CoA synthetase) and ech (enoyl-CoA hydratase/aldolase) genes cloned from Amycolatopsis sp. strain HR104 and Delftia acidovorans were introduced to pBAD24 vector with $P_{BAD}$ promoter and were named pDAHEF and pDDAEF, respectively. We observed 160 mg/L vanillin production with E. coli harboring pDAHEF, whereas 10 mg/L of vanillin was observed with pDAHEF. Vanillin production was optimized with E. coli harboring pDAHEF. Induction of the fcs and ech genes from pDAHEF was optimized with the addition of 13.3 mM arabinose at 18 h of culture, from which 450 mg/L of vanillin was produced. The feeding time and concentration of ferulic acid were also optimized by the supplementation of $0.2\%$ ferulic acid at 18 h of culture, from which 500 mg/L of vanillin was obtained. Under the above optimized condition of arabinose induction and ferulic acid supplementation, vanillin production was carried out with four different types of media, M9, LB, 2YT, and TB. The highest vanillin production, 580 mg/L, was obtained with LB medium, a 3.6 fold increase in comparison to the 160 mg/L obtained before the optimization of vanillin production.

• 방송공학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.360-372
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• 2007

본 논문에서는 MPEG-4 제10부 규격인 Advanced Video Coding의 제 3 개정 규격 (MPEG-4 Part 10 Amendment 3)으로서 현재 표준화가 진행 중인 Scalable Video Coding (SVC) 규격에 대해 기본 계층에서 예측한 움직임 벡터 정보를 이용하여 향상 계층에서 모드 결정을 고속화하는 방법에 대해 소개한다. 본 논문에서 제안된 방법은 공간 계위성을 갖는 비디오를 부호화하는데 있어서 기본 계층에서 예측한 블록모드 중에서 큰 블록인 $16{\times}16$ 블록에서 움직임 벡터가 (0, 0)일 경우 또는 하위 계층의 정보를 이용하여 얻은 움직임 보상 블록과 향상 계층의 현재 블록의 잔차 신호의 정수변환의 계수가 모두 0인 경우에 대하여 향상 계층에서는 $16{\times}16$ 블록에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행함으로써 향상 계층에서 움직임 모드 결정을 조기에 완료하게 하여 공간 계위성 부호화를 고속화하거나 위 두 경우가 아닌 경우에는 후보 모드의 수를 감소시켜 감소된 모드에 대해서만 율-왜곡 최적화를 수행하는 방법을 제시한다. 이 제안 방법을 이용하였을 경우 향상 계층에의 모드 결정과정을 고속화함으로써 전체 스케일러블 비디오 부호화기의 연산량 및 복잡도를 전체 부호화 소요 시간 대비 최대 72%까지 감소시켰다. 그러나 연산량 감소에 따른 비트율의 증가와 화질 열화는 각각 최대 1.73%와 최대 0.25dB로 무시할 수 있을 정도로 작음을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권1호
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• pp.28-33
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• 2008

Streptomyces griseus trypsin (SGT)을 코드하는 sprT 유전자와 그 하류에 존재하는 두 개의 조절 유전자 rsgtR1 및 sgtR2를 동시에 갖고 있는 재조합 벡터 pWHM3-TR1R2를 S. lividans TK24 및 S. griseus IFO 13350에 도입하여, 트립신의 생산성을 더욱 증대시킬 수 있는 배지를 조사하였다. S. lividans TK24/pWHM3-TR1R2의 경우 배양 5일을 기준으로 R2YE에서 가장 높은 생산성(0.74 unit/mL)을 나타냈고, C5/L. (0.66 unit/mL), Livid (0.08 unit/mL), NDSK(0.06 unit/mL) 순으로 나타났다 S. griseus IFO 13350/pWHM3-TR1R2의 경우에는 전반적으로 배양 7일에 트립신 활성이 가장 높았으며, C5/L (1.518 unit/mL), R2YE(1.284 unit/mL), NDSK (0.932 unit/mL), Livid (0.295 unit/mL) 순으로 나타났다. S. griseus IFO 13350/pWHM3-TR1R2를 C5/L 배지에서 7일간 배양한 배양액으로부터 $25%{\sim}60%$ ammonium sulfate 침전, CM-sepharose 및 Sp-sepharose column chromatography를 통하여 트립신을 고순도로 정제할 수 있었다. 최종 purification fold는 6.5배, 순수 정제된 트립신의 specific activity는 69,252 unit/mg, 회수율은 1.4%이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.688-695
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• 2017

본 논문은 파력 에너지 수집 장치에 사용할 수 있는 영구자석 선형 동기발전기의 특성 해석에 관한 것이다. 파력 에너지는 요요시스템과 같은 기구로 부터 얻어진다. 영구자석을 이용한 선형 발전기는 영구자석의 자력을 통해 별도의 전원공급이 필요 없고 유지 보수가 간단한 장점을 가지고 있다. 또한 높은 에너지 밀도를 갖는 희토류의 사용으로 영구자석 기기는 소형화 및 경량화가 가능하며 보다 높은 에너지 변환 효율을 얻을 수 있다. 영구자석 선형 동기발전기 특성 해석을 위해 2차원 극 좌표계 및 자기 벡터 포텐셜에 근거하여 영구자석과 전기자 반작용 자계해석을 수행 하였다. 해석 해를 이용하여 정현적인 속도입력에 의해 유도되는 유기기전력의 특성 식을 유도하고, 동일한 방법으로 역기전력 상수, 저항, 자기인덕턴스와 상호인덕턴스와 같은 전기적 파라미터를 얻었다. 본 논문에서 사용한 공간고조파법의 결과는 2차원 유한요소해석법 결과와 비교하여 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이 결과는 영구자석 형 선형 발전기의 특성을 이해하는 것과 해석방법의 비교연구, 설계 최적화, 그리고 기기의 동적 모델링에 기여할 수 있다.