• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.252-265
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• 2022

지하 매질의 물성 정보는 지층 구조의 정확한 영상화를 위해 필요하며, 예측된 매질 물성 자체도 지하 매질 특성에 대한 중요한 정보를 제공해줄 수 있기 때문에 다양한 종류의 지층 물성 도출 알고리듬들이 개발되고 적용되어왔다. 그 중 마르코프 연쇄 몬테 카를로를 이용한 확률론적인 접근 방법은 기존의 결정론적인 접근 방법과는 달리 지역 최소값 문제를 완화시킬 수 있으며 역산 결과의 불확실성을 정량화할 수 있다는 부분에서 장점을 가진다. 따라서 마르코프 연쇄 몬테 카를로를 이용한 지층 물성 역산 알고리듬이 다양한 지구 물리 자료의 역산에 적용되어 왔으나 그 사례는 결정론적 접근 방법에 비해 매우 적다. 본 논문에서는 여러 형태의 마르코프 연쇄 몬테 카를로 역산 알고리듬 중 가역 도약을 적용한 가역 도약 마르코프 연쇄 몬테 카를로 역산을 탄성파 자료 역산에 적용한 다양한 사례들을 소개하고 각각의 특성을 설명한다. 또한 가역 도역 마르코프 연쇄 몬테 카를로 역산의 장단점에 대해 분석하고 향후 해당 알고리듬의 연구 방향 및 국내의 활용성에 대해 논의한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.236-236
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• 2011

진천지역의 지하수 유동체계를 분석하기 위해 진천지역 내 530개 공의 지하수위를 1년간 관측하였다. 이중 360개 공에서는 분기별로 한번씩 총 4회, 130개 공에서는 월1회씩 총 12회 지하수위를 관측하였으며, 40개 공에 대해서는 1시간 간격으로 자동관측을 실시하였다. 관측결과를 수집하여 지하수위의 변동특성, 지하수위 분포, 지하수 심도분포 등을 실시하였으며, 이와 같은 지하수위 분석 결과를 바탕으로 지하수 유동체계를 분석하였다. 조사지역의 평수기 지하수위 분포에 대해 수리학적인 접근법(hydraulic approach) 및 동수역학적 접근법(hydrodynamic approach)에 근거하여 수리수두(hydraulic head) 및 전수두(total head)를 분석하여 2차원 및 3차원 수리경사도를 작성하였다. 이러한 지하수위 분포에 따른 분석 성과와 지형 및 수문지질을 고려하여 함양 및 배출지역을 분류하였으며, 이와 함께 기분석된 지하수위 등고선에 따른 유선망도를 작성하였다. 지하수는 지하수위의 표고 및 압력에 따른 위치 에너지 차에 의하여 대수층 매질을 통하여 유동하며 수두가 높은 곳에서 낮은 곳으로 일정한 수리경사를 갖고 지하수 등수위선에 연직 방향으로 형성된 유선을 따라 이동한다. 따라서 지하수의 유동방향은 지하수 수리경사 분석이 이루어진 8개 방향의 지하수위 경사 중 최대경사를 갖는 방향으로 지하수 유동이 발생하므로, 이를 지하수위 유동방향으로 결정하였다. 이와 같이 분류된 지하수 함양 중간 및 배출 지역과 지하수의 함양과 배출의 양적인 측면에 서 유동체계의 규모를 고려하여 조사 지역을 8단계로 구분하였다. 또한 조사지역의 지하수 유동체계를 종합적으로 규명하기 위하여 기 분석한 조사지역의 지하수위 등고선, 지하수위 등심도선, 지하수 수리경사, 지하수 유동방향 및 지하수 함양-배출체계와 지형기복, 그리고 주요 하천 등의 제반 요소를 중첩 분석하여 종합적으로 규명하고, 그 결과를 지하수 유동체계도로 작성하였다. 지하수 유동체계 분석결과는 수문지질 평가와 오염취약성 평가 및 지하수 관리 방안 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권2호
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• pp.108-117
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• 2002

이 연구에서는 $1\;kHz\~1\;MHz$ 주파수 대역의 수평 자기쌍극자 송신원에 의한 Cagniard 임피던스를 이용하여 지하매질의 2차원적인 전기전도도 분포에 대한 해석기법을 개발하고자 하였다. 먼저, 균질 반무한 공간과 수평 층서구조 모형에서 수평 자기쌍극자 송신원이 존재하는 경우, 서로 직교하는 수평 전기장과 자기장의 비로 정의되는 Cagniard 임피던스로부터 겉보기 비저항을 계산하는 방법에 대해 고찰하였다. 평면파 가정을 이용하는 종래의 방법을 이용하여 Cagniard 임피던스로부터 겉보기 비저항을 계산할 경우에는 유한한 송신원의 영향으로 음의 겉보기 비저항이 나와 이의 적용을 어렵게 한다. 이에 반해, 수평 자기쌍극자 송신원을 고려할 경우 안정적인 양의 겉보기 비저항을 구할 수 있었으며, 이를 통해 지하매질의 개략적인 전기전도도 분포를 획득할 수 있었다. 다음으로, 전도성 또는 비전도성 고립이상체가 존재하는 2차원 모형을 설정하여 Cagniard 임피던스와 송신원 효과를 고려한 겉보기 비저항의 적용성을 고찰하였으며, 그 결과 배경매질과 이상체의 전기전도도 분포를 구할 수 있었다. 또한, 전도성과 비전도성 고립이상체가 복합적으로 존재하는 2차원 모형에서 주파수에 따른 겉보기 비저항 가단면도와 Cagniard 임피던스 위상 가단면도를 작성하였으며, 이를 통해 2차원 구조에 의한 소로브에 의해 다소 왜곡되기는 하지만 전기적 이상체의 위치와 개략적인 전기전도도 분포를 획득할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.31-34
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• 2001

지하 LPG 저장기지의 수벽시설이 저장공동 주변 암반에 미치는 영향을 진단하기 위해서 수벽시설의 주입압력을 강하시키면서 간극수압계와 관측공에서의 지하수두 변화를 모니터링하였다. 수벽시설의 관측지점에 대한 효율성은 수치해석으로부터 수벽시설과 관측지점간 매질의 확산능을 구함으로써 분석하였다. 확산능 산출결과를 검증하기 위해서 수벽시설의 압력강하에 따른 관측지점에서의 수두강하비와 수두강하율을 구하여 확산능 결과와 비교하였다. 비교결과, 확산능은 수두강하비, 수두강하율과 일관된 변화를 보여주었으며 확산능의 값이 클수록 수벽공의 압력변화에 따른 관측지점에서의 반응성이 양호함을 나타내었다

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.938-943
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• 1995

지하 암반내에 방사성 폐기물 영구 처분을 위한 동굴이 건설될 경우 정상 상태에서 처분동굴 주변 암반이 균질 다공성 매질이라는 가정 아래 동굴내로 유입되는 지하수량을 NAMMU 컴퓨터 프로그램을 이용하여 계산하였다. 계산 결과는 산정상 밑과 해저밑이 약간 유입량이 많았으나 위치에 크게 영향 받지는 않았다. 계산값의 검증을 위해서 비교적 단순 지형에 대한 해석해를 유도하여 비교하였다. 처분시설 페쇄후 성능 평가를 위해 지하수 유동 거리가 가장 길 것으로 예상되는 산정상 밑 동굴에 대해 유동경로 분석을 수행하여, 처분 동굴로부터 지표수로의 지하수 유동 거리 및 유동 시간 등을 구하였다. 또한, 산정상 밑 처분동굴을 실제와 같이 5개로 모델링하여 유입량의 변화를 살펴보았으며, 동굴 주변 암반 특성의 값에 대한 지하수 유입량 변화를 알아보았다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권3호
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• pp.195-208
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• 2013

지하 폐광도에 의한 지반침하 지역에서 전기비저항탐사와 시추공영상촬영을 통하여 지하공동의 분포 파악 및 지반 침하의 시간에 따른 변화량 측정을 수행하였다. 전기비저항탐사가 가능했던 연구지역 1에서는 100-150 ohm-meter 정도 낮은 비저항을 가지는 이상대가 관찰되었으며 시추조사와 시추공영상촬영 결과에서 폐갱도를 확인하였다. 연구지역 2는 도로로 피복되어 전기비저항탐사 수행이 불가능하였으나 광맥분포를 고려한 시추조사에서 채굴적 및 폐갱도를 확인하였다. 또한 시추공영상촬영을 43일간 총 6차례에 걸쳐 수행하여 시간에 따른 지하매질의 수직 이동 변위를 측정하였다. 지반침하로 인한 지하매질의 수직이동양상은 하부에서 상부보다 3배 이상 큰 규모로 발생하며 그 지속기간 역시 4배 이상 오랫동안 발생했음을 확인하였다. 효과적인 지하공동 탐지 및 지반침하 작용 모니터링을 위해서는 전기비저항탐사와 시추공영상촬영기법을 활용하는 것이 유용함을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제23권4호
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• pp.393-409
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• 1990

비기하적 $S^*$ 및 $P^*$파를 계산하고 그들의 특정적 성질을 추론하였다. 이들 파는 점진원의 불균질성 P파에 의해 매질의 자유표변 또는 두 매질사이의 접촉면에서 발생하여 매질 속을 균질성 S파 또는 P파로서 전파된다. 진원점과 수진점이 지표면이 아니라, 지하 깊이에 위치해 있을 때에도 계산이 가능하도록 만들어진 반사도 기법을 이용하여 이들 파의 합성지진파를 계산하였다. 이 계산과정에서 각 매질층에 대한 전파행렬식을 효과적으로 계산하는 방법을 제시하여 계산시간과 컴퓨터의 필요한 기억용량을 줄일 수 있도록 하였다. 계산된 합성지진파로부터 자유면에서 발생한 $S^*$파와, 매질 접촉면에서 발생한 반사 $S^*$파, 투과 $S^*$파 및 투과 $P^*$파에 대한 방사양상을 산출하였다. 여러 방사방향에 대한 이들 파동의 변위변화는 극의 반전, 진폭의 단순감쇠 빛 비단순변화등의 현상이 속도구조에 따라서 다르게 나타났다. 선두파 형식의 $S^*$ 및 $P^*$파에 대해서는 수진점 거리증가에 따른 진폭감쇠 정도를 유추하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.565-574
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• 2000

본 논문에서는 지하 탐사용 레이다를 이용하여 공사현장에 매설된 파이프 또는 케이블의 위치를 파악하는 법 과 이에 따른 새로운 근사 이미지 추출 방법을 제안하였다. 기본 원리는 매설 구조물에 의해 산란된 광대역펄스 산란신호의 지연시간과 크기 복원에 기초를 두고 있다. 산란신호의 정확한 측정을 위해 레이다 탐색경로에 따른 수신신호의 절대치 적분 방법을 사용하였고, 이로 인해 다양한 지면 상태 하에서도 선명한 이미지 추출이 가능 하였다. 분산과 손실특성을 나타내는 다항 Debye모텔을 사용하여 지하매질을 기술하였고, 모의 실험은 FDTD 방법을 사용하였다. 본 논문에서 제안한 이미지 추출방법은 시간영역에서의 전파 경로추적이라는 새로운 방법을 사용하였고, 이를 이용하여 구조물의 위치를 탐색하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권2호
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• pp.78-83
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• 2002

본 논문에서는 유한 요소법과 민감도를 이용한 역산 알고리즘을 결합하여 물리 탐사에서 많이 사용되는 시추공-시추공 모형의 2차원 푸리에 정식화에 따른 역산문제에 적용하였다. 역산기법의 효율향상을 위해 웨이브렛의 다중 분해능 특성을 응용한 기법을 적용하였고 타당성은 수치해석을 통한 데이터를 이용하여 검증하였다. 이론모형으로는 석회암 지하공동을 존재한다고 설정하여 이론모형 지하공동모형에 16개의 전류 및 전위 전극을 사용하여 계산을 행하였다. 본 연구에 의해서 지하공동과 같은 작은 영역의 불연속 매질일 경우, 이 역산법이 정확하고 적용이 용이한 해석법임을 알 수 있었다. .

• 자원환경지질
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• 제44권2호
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• pp.161-170
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• 2011

석유공학분야에서 보고된 분율 흐름 접근 방식을 이용하여 물리적 또는 화학적으로 불균질한 매질에서 완전한 삼상유체를 고려할 수 있는 다상 흐름 수치 모의 프로그램인 CHMPS가 개발되었다. 이 프로그램은 석희준과 G.T. Yeh (2008)에 의해 개발된 MPS을 확장하였는데, 친수성이 NAPL 거동에 미치는 영향을 모의하기 위하여 개발되었다. 대부분 존재하는 모델들은 물리적으로 불균질한 매질을 고려하고 이상흐름과 특정한 경계조건에 국한되어 있다. 게다가 대부분의 모델들은 주로 water-wet 매질에만 국한되어 있다. 그러나 실제 존재하는 시스템에서는 water-wet과 oil-wet 매질 사이의 친수성의 변화는 종종 일어난다 더군다나 기름에 의한 다공성 매질의 젖음은 균등하기 보다는 불균질 또는 부분적일 수 있다. 왜냐하면 친수성에 영향을 미치는 요소들과 지하 매질이 불균질하기 때문이다. 따라서, 이번 연구에서는 물리적으로 불균질한 매질 뿐만 아니라 친수성 변에서 화학적으로 불균질한 매질을 CHEMPS을 활용하여 수치모의 하였다. 그 외에도 개개의 상에 대해서 유량 경계조건 및 고정경계조건의 두 가지 형식의 결합으로 표현되는 일반경계조건이 고려되었다.