• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.266-274
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• 2002

콘크리트 구조물 또는 조적식 구조물을 비파괴적으로 평가하는 충격반향시험은 타 기법과 비교하였을 때, 현장 적용면에서 탁월하게 우수하며, 그 신뢰성도 매우 높게 평가되고 있다 그러나 경우에 따라서 충격반향기법은 낮은 신뢰성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 충격반향기법의 신뢰성을 수치해석에 의해 검토하였다. 유한요소해석 및 이론을 근거로 하는 동강성행렬법을 이용하여 균질한 강성구조 깊이에 따라 증가 또는 감소하는 전단강성구조, 샌드위치형 전단강성구조 등 대표적 유형의 전단강성구조를 가지는 콘크리트 터널벽체에 대해 충격반향실험의 수치 모사를 수행하였다. 이를 바탕으로 충격반향기법의 실험자료 분석 및 해석에 있어서 보다 신뢰성 있는 결과 도출을 위한 제언을 하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.242-251
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• 2022

자동 미분은 컴퓨터를 이용한 미분 계산시 함수의 전방향 연산만 정의하면 연쇄법칙을 이용해 함수의 미분을 자동으로 계산해주는 기능이다. 최근 자동 미분을 지원하는 계산 라이브러리들의 발달에 따라 지구 물리 역산 문제에 자동 미분 기술을 도입하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 탄성파 탐사 전파형 역산 목적함수의 그래디언트 계산시 자동 미분을 도입하였을 때의 장단점과 성능을 분석하였다. 목적함수의 그래디언트 계산은 연쇄법칙을 이용해 매개변수 미분, 파동장 미분과 목적함수 미분의 곱으로 나타낼 수 있다. 수치 예제를 통해 매개변수 미분과 목적함수 미분 계산은 자동 미분으로 수행하고 파동장 미분은 해석적 방법으로 수행함으로써 해석적 미분의 장점인 빠른 성능과 자동 미분의 장점인 복잡한 그래디언트 계산의 편리성을 함께 얻을 수 있음을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제30권7호
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• pp.361-367
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• 2011

진동하는 원통셸에서는 파동의 크기를 유지하며 전파하는 진행파 (굽힘파, 종파, 전단파)와 전파함에 따라서 파동의 크기가 지수 함수적으로 급격히 감쇠하며 소멸되어가는 감쇠파가 발생한다. 감쇠파의 영향은 일반적으로 가진 지점 혹은 구조물의 끝단 지점 부근에 국한되어 작게 발생되게 된다. 그러나 원통셸의 경우 상당히 큰 감쇠파가 발생할 수 있으며, 이러한 감쇠파로 인하여 종진동이 끝단 부근에서 상당히 크게 발생하는 현상이 일어날 수 있다. 이러한 현상은 저자의 유한 원통셸의 종진동 측정 실험 논문에서 관찰되었으며, 본 논문에서는 이러한 큰 감쇠파에 의한 원통셸의 끝단 종진동 현상을 해석적으로 분석하였다. 원통셸의 진동해석을 위하여서는 파동 전파 방법을 활용하였으며, 해석 결과를 실험 결과와 비교함으로써 진동하는 원통셸의 끝단에서 모드 변환 (굽힘파와 감쇠파간의 변환)에 의하여 상당히 큰 감쇠파가 발생할 수 있음을 보였다. 또한 감쇠파의 영향은 원통셸 끝단의 큰 종진동을 발생시키며, 원통셸 전체 길이의 1/3 지점까지도 영향을 줄 수 있음을 보였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.297-302
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• 1999

평판의 일반적인 형태의 진동을 해석하기 위해서는, 외면진동뿐만이 아니라 내면진동을 해석하여야 한다. 평판 내면진동의 경우 탄성파인 종파와 전단파의 전파에 의한 영향으로 발생하며, 진동 변위, 진동 에너지, 진동 인텐시티 등의 특성들을 이해하기 위해서는 각 파동의 영향을 분리하여 낼 필요가 있다. 내면진동을 해석하기 위하여 진동 모드법을 사용할 수 있으나, 각 파동에 의한 영향을 분리하여 낼 수가 없다. 본 논문에서는 진동장을 탄성파들에 의한 영향의 합으로 나타냄으로써, 각 파동에 의한 진동 변위, 진동 에너지, 진동 인텐시티 둥의 영향들을 분리할 수 있는 해석 방법을 제안하고자 한다. 이러한 해석 방법을 이용하여 점가진력에 의하여 강제 진동하는 평판의 내면 진동장에 대한 수치 계산을 수행하였다. 결과로써 진동 변위, 진동 에너지, 진동 인텐시티 등을 이루는 탄성파들의 기여도와 특성들을 분석함으로써 본 해석기법의 유용성을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권1호
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• pp.43-48
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• 1998

최근 들어 자원의 탐사분야나 지반조사를 위한 지하구조의 규명에 있어서 탄성파 토모그래피가 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되는 파선을 이용한 주시 토모그래피에 Fresnel영역을 간단히 고려하는 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬은 일반적인 주시 토모그래피에서와 같은 정도의 계산량이 소비되면서도 파동의 전파를 보다 잘 묘사할 수 있는 파동 토모그래피에서와 같은 효과를 거둘 수 있었다. 인공 합성자료와 현장자료에 적응한 결과 일반적인 파선 주시 토모그래피와 비교될만한 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권10호
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• pp.2201-2210
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• 2002

The accurate analysis of ultrasonic wave propagation and scattering plays an important role in many aspects of nondestructive evaluation. A numerical analysis makes it possible to perform parametric studies, and in this way the probability of detection and reliability of test results can be improved. In this paper, a finite element method was employed for the analysis of ultrasonic wave propagation in anisotropic materials, and the accuracy of results was checked by comparing with analytical predictions. The element size and the integral time step, which are the critical components for the convergence of finite element solutions, were determined using a commercial finite element code. Some differences for wave propagation in anisotropic media were illustrated when plane waves are propagating in a unidirectionally reinforced composite materials. When plane waves are propagating in nonsymmetric directions in a symmetric plane, deviation angles between the wave vector and the energy vector were found from finite element analyses and the results agreed well with analytical calculations.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1125-1131
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• 2014

복합 구조물의 충격 진동 특성을 이용한 취약성 분석 기법을 제안하였다. 프레임 요소로 구성된 구조물의 충격 거동을 파악하기 위해서 스펙트럴요소법을 적용하였다. 티모센코 보함수를 이용해 고속충돌에 의한 고주파 성분을 포함하는 충격파 전파 특성을 시뮬레이션하였다. 구조물의 결합부분에서는 종방향과 횡방향 파동의 상호 작용을 고려한 파동 전달을 해석하였다. 충격력이 구조물에 작용할 경우 주파수 및 시간 응답을 얻고 전체 구조물에서 충격에너지 전파 특성을 파악하였다. 구조물의 위치별로 계산된 최대가속도 크기와 시스템을 구성하는 주요 부품의 허용 가속도 기준에 의한 취약확률 함수를 정의하고 시스템의 취약 확률을 계산하였다. 제안된 취약성 분석 절차를 이용해 3 차원 전투 차량의 충격 응답을 얻고 충격에 취약한 구조물 위치를 파악하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1992년도 제1회 대전.충청지부 음향학회학술발표회 논문집
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• pp.69-76
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• 1992

섬유강화 복합재료의 동탄성계수와 감쇠특성을 규명하기 위하여 랜덤하게 분포된 무한 실린더 형상의 산란체를 가진 점탄성 매질내에서 , 축방향으로 분극되어 조화 운동을 하는 탄성파의 전파에 관하여 연구하였다. 다중 산란에 관한 이론으 이용하여 매질내에서의 파동전파 특성을 내포하는 분산관계식을 얻었다. 다중산란에 의한 실린더간의 상호작용을 수식화하기위하여 필요한 실린더의 쌍분포함수는 몬테카를로 모의 실험을 이용하여 구하였다. 수치적으로 구한 감쇠계수 및 유효전단강성을 주파수와 체적율의 함수로 제시하였다. 또한 감쇠계수의 주파수에 따른 변화에 있어서, 저주파에서는 매질의 점탄성 손실이 지배적이며, 고주파수로 갈수록 다중산란에 의한 손실이 지배적인 것으로 나타났다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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• pp.195-198
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• 1993

해수의 물리적 성질 변화에 의한 수중음속 변화는 수중음파 전파에 커다란 영향을 미친다. 매질변동에 의한 음파 전파경로 변동특성, 즉 음파 도달시간 변동에 의한 매질변위량 추정으로 해양을 탐사하는“해양음향 토모그라피”를 운용하기 위하여 비균질 매질에서의 음파 전파경로 파악이 우선이다. 수심이 일정한 비균질한 매질에서의 음파 전파경로를 파악하기 위해 파동방정식의 해를 Ray theory에 의거 ray path를 구하고 송,수신기 사이를 연결하는 eigenray 정보를 얻었다. 음원의 주파수가 400Hz($\pm$25Hz), pulse length가 20ms인 LFM pulse를 사용하였다. 이 음원을 동해의 최소음속층에서 송,수신하였을 경우 음원에서 150Km 떨어진 수신기에 도달한 신호는 평균음속분포 일 때 보다 약 66ms 정도 빨리 도착한다. 또한 Eigenray 정보에 의거 모의된 수신신호는 토모그라피 운용을 위한 필수 조건인 ray path의 식별, 안정성, 그리고 분해능을 만족한다. 또한 모의 수신신호 음파 도달시간 변동 분석으로 송,수신기 사이의 매질 변동을 파악 할 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권3호
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• pp.136-144
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• 2016

탄성파 자료의 역산은 파동방정식에 기초하고 있으므로 파동방정식의 해를 정확하게 구하는 것이 가장 중요하다. 특히, 전파형역산은 파동장 전체를 이용하기 때문에 정문제에 해당하는 모델링이 정확하게 이루어져야 신뢰할 수 있는 결과를 얻게 된다. 파동방정식의 수치해를 구하는 대표적인 기법인 유한차분법과 유한요소법은 해의 수렴성을 보장할 수 있어야 하는데, 해의 수렴성은 이론적으로 일반화된 증명이 되어 있으나 실제 문제에 적용할 경우 일관성과 안정성을 분석해야 한다. 모델링 결과의 일관성은 송신원 함수의 구현이 매우 중요한 부분인데, 유한차분법은 디랙 델타 함수(Dirac delta function)를 나타낼 때 격자 간격으로 표준화된 싱크 함수(sinc function)를 사용해야 하는 반면 유한요소법은 격자 간격에 관계없이 기저함수 값을 사용하면 된다. 주파수 영역 파동방정식을 사용할 경우 송신 파형 함수의 스펙트럼을 정확하게 표현하기 위해 샘플링 이론으로 정의되는 시간 간격보다 더 조밀한 샘플링 간격을 사용하고 나이퀴스트(Nyquist) 주파수보다 더 높은 주파수를 최대 주파수로 사용해야 한다. 또한, 복소 각주파수를 사용하는 경우 감쇠 파동방정식을 만족하기 위해서는 송신 파형 함수를 먼저 감쇠한 후 사용해야 한다. 이러한 요건들이 모두 만족되었을 때 신뢰할 수 있는 역산 알고리즘 개발이 가능하다.