• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.74-84
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• 2015

탄성 거꿀 참반사 보정(elastic reverse-time migration)을 통해 물리적으로 의미가 있는 영상을 얻기 위해서는 탄성 파동방정식(elastic wave equation)을 통해 재구성된 벡터 파동장(reconstructed vector wavefield)으로부터 P파와 S파를 분리하는 파분리 알고리듬이 필요하다. 그리고 이방성을 고려한 탄성 거꿀 참반사 보정으로의 확장을 위해서는 이방성을 고려한 탄성 모델링 알고리듬 뿐만 아니라 이방성을 고려한 파분리가 필요하다. 이방성 탄성매질에서의 파분리는 등방성 탄성매질에서 주로 이용하는 Helmholtz decomposition과는 달리 탄성매질의 수직 속도 및 이방성 계수에 따라 계산된 유사미분필터(pseudo-derivative filter)를 이용한다. 이 필터는 적용에 많은 계산이 필요하기 때문에 이 연구를 통해 많은 양의 병렬계산을 효율적으로 수행할 수 있는 GPU (Graphic Processing Unit)를 이용하여 이방성 파분리를 수행하는 알고리듬을 개발하였다. 또한 GPU를 이용해 파분리를 수행하는 알고리듬을 포함하고 MPI (Message-Passing Interface)를 이용하는 효율성 높은 이방성 탄성 거꿀 참반사 보정 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬의 검증을 위해 Marmousi-II 탄성모델을 기초로 수직 횡등방성(vertically transversely isotropy; VTI) 탄성모델을 구축하여 수치모형 실험을 수행해 다성분 합성탄성파탐사자료를 생성하였다. 이 합성탄성파 자료에 개발된 이방성 탄성 거꿀 참반사 보정 알고리듬을 적용하여 GPU와 MPI를 효과적으로 이용한 계산속도 향상과 이방성 파분리에 의한 영상결과의 정확도 향상을 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3B호
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• pp.323-334
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• 2008

본 연구는 유체장에 대한 Navier-Stokes방정식과 자유수면을 효과적으로 추적할 수 있는 VOF법을 지배방정식으로 사용하는 수치파동수로를 적용하여 고립파(지진해일)에 대한 이열투과성수중방파제의 파랑제어기능을 수치적으로 검토한다. 고립파의 조파는 수치파동수로의 계산영역내에 설치된 수치조파기(내부조파소스)를 이용하였으며, 구조물에 의한 고립파의 파랑변형을 논한 기존의 연구결과와 본 해석결과를 비교함으로써 본 연구의 타당성을 확인하였다. 이로부터 일렬 및 이열의 투과성수중방파제에 의한 고립파의 파랑변형, 전달율, 반사율 및 에너지플럭스를 포함한 파동장의 변화를 수치시뮬레이션하였다. 비록 한정된 범위의 연구결과이지만, $h_0/h=0.925$($h_0$는 수중방파제의 천단고, h는 수심)를 갖는 이열수중방파제의 경우에 수중방파제 배치간격 $l/L_{eff}>0.4$(여기서, $L_{eff}$는 고립파의 유효거리)의 범위에서 입사파랑의 파고는 이열수중방파제에 의해 약 60%까지 감쇠되는 것을 알 수 있었으며, 일렬수중방파제에 비해 반사율이 약 47%정도로 증가하고, 전달율은 약 18%로 감소하였다. 따라서, 본 연구에서 고립파의 제어를 위해 처음으로 도입되는 투과성이열수중방파제는 일렬의 경우와 대비하여 경제적으로, 그리고 보다 효과적으로 고립파를 제어하는 것을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.87-95
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• 2018

이 논문에서는 스펙트럴 요소법과 외연적 시간적분법을 이용해 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치해석 기법을 제시한다. 2차원 영역에서의 탄성파 해석을 위해 해석영역을 유한 영역으로 한정하고 파동이 반사되지 않도록 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly matched layer(PML)를 도입하였다. PML이 포함된 시간영역 파동방정식의 유한요소해법을 위해 스펙트럴 요소법을 적용하였고 Legendre- Gauss-Lobatto 수치적분법을 사용하여 질량행렬을 대각화하였다. 2차 미분방정식 시스템의 파동방정식을 1차 미분방정식 시스템으로 변환하였고 병렬화를 통한 탄성파 해석 성능의 최적화를 위해 외연적 시간적분법인 4차 Runge-Kutta 방법을 이용해 해석영역에서의 변위응답을 계산하였다. 2차원 해석영역에서 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치예제를 통해 제시한 외연적 스펙트럴 요소법의 정확성을 검증하였고 PML로 인한 반사파의 감쇠효과를 확인하였다. 외연적 시간적분법을 통한 탄성파 해석 기법은 3차원 영역과 같은 대규모 문제에서의 탄성파 수치해석을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제33권3호
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• pp.191-199
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• 2014

파이프, 평판과 같이 단면의 형상이 길이 방향으로 일정한 도파관 구조물을 따라 전파되는 진동의 반사 및 투과 특성은 여러 공학 분야에서 응용되는 중요한 주제이다. 도파관에 조인트 또는 균열 등의 국부적 불연속이 있는 경우, 스펙트럴 요소(spectral element)와 유한 요소(finite elment)를 결합한 SE/FE 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 이 방법은 보 이론에 기반한 스펙트럴 요소가 사용되므로 저주파수 대역 해석에 국한되는 단점이 있다. 고주파수 대역 해석에는 스펙트럴 수퍼 요소(spectral super element)와 유한 요소를 결합한 SSE/FE 방법이 제안되었으나 유한요소와 스펙트럼 요소의 연성으로 인해 많은 연산 시간이 요구된다. 이러한 문제점을 개선하고자, 본 연구에서는 국부적 불연속 구간의 단면이 일정한 경우에 대해 국부적 불연속 구간을 스펙트럴 수퍼 요소로 대체한 SSE/SSE 연성 해석을 시도하였다. 적용 모델로는 국부적 결함을 가진 레일의 파동 반사 및 투과, 그리고 주기적 보강재를 가진 평판의 진동전파에 대해 적용하였다. 결함을 가진 레일의 해석 예를 통해, 본 논문에서 사용한 SSE/SSE 방법과 기존의 SSE/FE 방법의 성능을 비교하였다. 보강재를 가진 평판의 예를 통해서는 반복 구조를 가진 도파관의 파동 전파 특성 해석에 SSE/SSE 방법이 유용함을 확인하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권5호
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• pp.677-697
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• 1995

우리나라, 일본, 러시아 해역에서 관측된 조위관측 자료에서 얻은 해수면의 장주기변화를 기상과의 관계로 분석해 본 결과, 기상의 효과는 해역에 따라 다르지만 전반적으로 해수면변화의 절반 정도를 설명해주는 것으로 나타났다 해수운동에 의하여 발생하는 해수면변화는 대마해류역에서 가장 크며 대마해류의 영향을 적게 받는 곳일수록 작아져 해수면변화가 대마해류와 관계 있음을 보여준다. 순압해수면 변화가 허용된 수치모델을 사용하여 해수면변화가 해수순환에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 기본적인 해류형태는 Pang et al. (1993)에 의해 수행된 GCM (Semtner)모델의 결과와 같이 대만 주변 해역에서 지균형조정을 거친 후 등수심선을 따라 대한해협으로 흐르지만, 순압해수면 변화의 허용에 의해 일부 해수가 황해의 중앙을 따라 황해로 유입된 후 서해안을 따라 남하하여 유출되는 황해의 기본순환형태가 나타났다. 이와 함께 쿠로시오해류에 변화를 가할 때 순압해수면 변화에 의해 대륙붕에 장주기파동이 뚜렷해지며 이 파동으로 황해의 기본순환형태가 교란되어 해수가 서해안을 따라 북상하는 순환형태도 나타났다. 황해순환은 겨울철에는 기본순환형태가 북서 계절풍에 의해 강화되고 여름철에는 파동에 의해 교란된 순환구조에 남동계절풍이 합세하는 것으로 보인다. 장주기파동에 의해 나타나는 다른 특징은 대마해류 기원해역의 변화 가능성이다. 지금까지 대마해류의 기원해역은 크게 큐슈섬 남서해역과 대만 주변해역으로 대립되어 왔다. 그러나 이 연구결과는 이들은 서로 위배되는 것이라기 보다는 대마해류 기원의 중요한 두 해역이며 장주기파동에 의해 한쪽이 강화되어 나타나는 것을 보인다. 쿠로시오해류의 변화에 의해 대만 주변해역에 가해진 파동은 강제파로 대한해협으로 전파되며 대한해협에 이르러 일본연안의 파동은 동해로 계속 전파되는 반면, 우리나라 연안의 파동은 해저지형에 의해 반사하게 된다. 반사된 파동은 자유파로 동중국해 대륙붕을 따라 남서방향으로 진행하며 북동방향으로 진행하는 강제파와 더불어 동중국해의 해수면변화를 결정하게 된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 추계 학술대회논문집
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• pp.126-131
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• 2001

충격파-와동 간섭은 다양한 비선형 물리 현상을 포함한다. 그 중에서도, 충격파 분리와 충격파-충격파 간섭에 대해서는 잘 알려져 있는 반면, 미끄럼 층에서 반사되는 파동이나 관통 충격파 등에 대해서는 지금까지 적절한 연구가 이루어지지 못했다. 저자들은 복잡한 충격파-와동 간섭이 시간에 따라 몇 개의 국지적인 소모델 (submodels)로 귀착됨을 발견하였다. 이는 와동에 의한 충격파의 분리, 충격파-충격파 간섭, 충격파-미끄럼층 간섭, 와동 중심의 충격파통과, 그리고 충격파-소와동 간섭이다. 이러한 5 개의 소모델은 탐구 범위 내에서 충격파-와동 간섭의 전체 구조를 구성한다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• pp.134-137
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• 1998

항내의 파랑장을 구하는 것은 항만설계상 중요하다. 요즈음에는 많은 경비와 노력을 요하는 수리모형실험대신에 다양한 수치해석이 행하여 지고있다. 그러나 회절 및 다중반사, 굴절 등 복잡한 파의 변형을 표현할 수 있는 수치해석 방법으로 여러 가지가 제안되어 있지만 아직 충분한 수준은 아니라고 판단된다. 등수심에 대해서는 이미 확립되어져 있는 Green함수법을 변수심장에 응용하기 위해서 변수심장에 대한 점원파(source waves)의 기본해(unit solution)를 구하는 것이 본 연구의 목적이다. (중략)

• 산업기술연구
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• 제20권A호
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• pp.303-309
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• 2000

Seismic reflection method is applied to detect shallow location of limestone in Chechon area. The data using hammer source is compared with that of weight drop. Small size hammer and weight-drop are used as energy source and 100Hz geophones are used for data aquisition. Data processing is conducted utilizing the available processing technique of "Geobit", which is seismic data processing software developed by KIGAM. The result of above data processing, the velocity of topsoil layer is 1,250m/sec. The velocity of this area is higher than other area because loading trucks pass this area and make this layer compact. And in limestone area, hammer is proposed to energy source instead of weight drop because the energy propagates the layer very well.

• 한국해양공학회지
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• 제25권6호
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• pp.23-28
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• 2011

In this paper, a new generation method for ship induced waves is proposed using the fully non-linear 3-D numerical model with non-reflected wave generation system (LES-WASS-3D). A ship induced wave generated by the newly proposed method is examined in comparison with that obtained by an empirical formula. It is then shown that there is a good agreement in free surface the elevation between them. As a result, it is revealed that a ship induced wave in a 3-D numerical wave field can be simulated well using LES-WASS-3D.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.505-510
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• 2002

The attenuation of waves transmitted through non-conservative joints that are shown in many paractical structures, is affected by the impedance and the orientation of the joint. In this paper, the joints between plate structures are assumed to be modeled as linear spring-dashpot systems and the transmission and reflection of vibration energy in the medium to high frequency ranges are investigated. The calculated power transmission and reflection coefficients are applied to the PFA method for the prediction of energy density and intensity in structures.