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3차원 불균질 횡등방성 매질에 대한 탄성파 초동 주시 모델링 (Seismic First Arrival Time Computation in 3D Inhomogeneous Tilted Transversely Isotropic Media)

  • 정창호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제9권3호
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    • pp.241-249
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    • 2006
  • 한국의 지질 환경은 암석 분포가 매우 다양하고 복잡한 구조 활동의 영향을 받아 지하매질의 이방성 특성이 국부적으로 심하게 변화한다. 기존의 이방성 주시 모델링의 경우 지질 모델을 2차원으로 단순화시킴으로써 이러한 복잡한 지질 환경을 제대로 고려할 수 없었다. 또한 약 이방성 가정을 사용하여 실제로 나타날 수 있는 지하 매질의 심각한 이방성 영향을 주시 모델링에서 고려할 수 없었다. 이에 이 연구에서는 보다 실제적이고 복잡한 3차원 횡등방성 매질(transversely isotropic media)에서 q-P파의 초동 주시 양상을 모사할 수 있는 주시 모델링 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에서는 2차원 비선형 주시 내삽(2D nonlinear traveltime interpolation) 기법과 주시의 3차원 격자 채움법(mapping)을 이용한 직접 전파법(direct calculation)을 통해 급격한 물성의 변화에도 주시 계산이 가능하도록 하였다. 또한, 최소 주시 계산과정에서 수치 미분을 통한 최대 경사법(steepest descent method)을 사용하여 약 이방성 가정을 극복하였다. 개발된 알고리듬은 해석해와 비교하여 그 타당성을 검증하였고 3차원 2층구조에 대한 주시 계산을 수행하여 물성이 급격히 변화하는 모델에 대해서도 안정적으로 주시 계산이 이루어짐을 확인하였다. 이 연구에서 개발한 3차원 주시 모델링 알고리듬은 향후 구조보정이나 토모그래피 알고리듬 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

초광대역 평면형 모노폴 안테나를 이용한 능동 안테나 다이플렉서의 설계 (Design of Active Antenna Diplexers Using UWB Planar Monopole Antennas)

  • 김준일;이원택;장진우;지용
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.1098-1106
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    • 2007
  • 본 논문은 초광대역 코프래너 급전 모노폴 안테나를 이용한 능동 안테나 다이플렉서 구조를 제안한다. 제안된 다이플렉서 구조는 초고주파 시스템 집적 패키지 기술(RF System on Package: RF-SoP)을 이용한 것으로서 평면형 초광대역 모노폴 안테나와 능동 소자를 직접 연결법에 의해 연결하여 다이플렉서(diplexer)를 형성하는 방식이다. 이는 안테나 회로 성분과 능동 소자의 패키지 회로 성분으로 형성되는 통과 대역을 이용함으로써 별도로 추가된 대역 통과 필터 등의 회로 구조 없이 다이플렉서를 내장하여 구성하는 방식이다. 따라서 입력된 수신 신호의 주파수 대역에 따라 동작 회로가 분리되며, 분리된 수신 신호가 능동 소자의 동작에 의해 증폭되는 능동 안테나 다이플렉서(diplexer)로서 구성된다. FR-4 에폭시 기판 위에서 제작된 능동 안테나 다이플렉서의 특성을 측정한 결과, 2.4 GHz 수신 단자에서는 0.9 dB의 삽입 손실(insertion loss), 1.1 GHz(2.0{\sim}3.1\;GHz)$ 대역폭, 17.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었으며, 5.8 GHz 수신 단자에서는 0.8 dB의 삽입 손실, 650 MHz$(5.25{\sim}5.9\;GHz)$ 대역폭, 15.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었다 또한 -10.0 dB 이상의 주파수 분리(isolation) 특성과 -20.0 dB 이상의 고조파 성분(harmonics) 감쇄 특성을 나타내어, 제시된 능동 안테나 다이플렉서 구조가 설계된 동작을 하고 있음을 알 수 있었다.

파일슬래브구조가 적용된 고속철도 토공노반에서의 진동 전파 (Wave Propagation on a High-speed Railway Embankment Using a Pile-slab Structure)

  • 이일화;이성진;이수형;이강명
    • 한국철도학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.278-285
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    • 2013
  • 콘크리트궤도가 도입됨에 따라 토공노반에서의 잔류침하 억제가 중요한 사안으로 대두되고 있다. 파일슬래브구조는 침하억제공법으로서 슬래브는 성토하중을 분산하고 파일은 분산된 하중을 지지층까지 직접 전달시켜 충분히 지지력을 확보하여 침하를 방지한다. 철도노반에 적용시 하중전달특성은 매우 우수하지만, 주행하중에 대한 진동전달 및 상호작용에 대한 특성이 규명되지 않았다. 구조적 특성상 이동하는 열차하중에 의해 발생한 진동은 슬래브를 반사층으로 하여 상부성토체 내에서 다중반사되어 전파할 가능성이 있는데 이는 열차의 주행안정성과 승차감에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 파일슬래브가 설치된 철도노반에서 열차 주행에 의해 발생되는 진동에너지의 전파특성을 평가하기 위하여 인공적인 충격하중과 고속열차의 실측하중을 사용하여 노반구조별 진동전파특성을 시간영역 및 주파수 영역에서 해석하였다. 검토 결과, 파일슬래브 구조에서의 진동 반사효과를 확인하였으며, 적정 성토고가 확보되는 경우에는 진동에 안정적이지만 성토고가 낮은 경우에는 저주파 영역의 진동에너지가 증가하는 것으로 나타났다.

멀티미디어 네트워킹을 위한 압축 신호상에서 동영상 처리 : 압축 동영상 비트율 변환 (Manipulation of the Compressed Video for Multimedia Networking : A Bit rate Shaping of the Compressed Video)

  • 황대환;조규섭;황수용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권11A호
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    • pp.1908-1924
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    • 2001
  • 유무선 통신망, 지상파, 위성 등을 포함한 다양한 이종 네트워크 환경하에서의 멀티미디어 서비스는 급속한 인터넷 보급과 병행하여, 이전과는 전혀 다른 새로운 통합 멀티미디어 네트워킹 인프라를 요구하고 있다. 네트워크와 멀티미디어 유형에 관계 없이 사용자에게 이음새 없는 투명한 멀티미디어 통신서비스를 제공하자는 기술적 요구는 국내외에서 GII를 축으로 연구가 진행되고 있으나, 아직 뚜렷한 형상이 완성되지 않은 실정이다. 이 GII의 배경에는 이종 네트워크, 이종 미디어 그리고 다양한 이종 프로토콜이 포함되는 응용 서비스가 상호 투명하게 연결되어야 하는 복잡한 기술적 측면이 있으며, 멀티미디어의 네트워킹은 가장 핵심적인 연구항목이 되고 있다. 본 논문에서는 통신 대역폭의 QoS를 보장할 수 없는 인터넷 그리고 유무선을 통한 디지털 TV 방송에 직접 적용할 수 있는 압축 통영상 비트율 변환 알고리즘을 제안한다. 통영상 비트율 변환은 상기의 네트워크 환경하에서 동영상 스트리밍 서비스를 위해 필요한 기술이다. 기존의 비트율 변환은 해당되는 압축 통영상 디코더와 인코더를 쌍으로 연결하여, 선형 PCM 신호로 변환하고, 목적하는 비트율로 맞추어 주는 방법이 일반적이나, 그 구현의 복잡성, 수반되는 처리지연 등으로 실시간 멀티미디어 네트워킹에 단점을 갖고 있다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 화질과 구현의 복잡도를 고려하여 비트율 변환을 압축영역에서 행하며, 특히 실시간 처리에 주안점을 두었다. 제안한 알고리즘은 IS0/1EC의 MPEG-2 동영상을 대상으로 소프트웨어로 구현하였으며, 화소영역의 처리방법을 포함하는 기존의 비트율 변환방법에 비해 구현의 복잡도, 처리시간에 장점을 갖는다.

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고흥군 북서 해안의 지질학습장으로서의 활용가능성 (Potential as a Geological Field Course of the Northwest Coast, Goheung Gun)

  • 김해경
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.163-172
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    • 2016
  • 본 연구는 전라남도 고흥군 북부에 위치한 대서면 남서 해안을 중심으로 지질 및 지형요소 그리고 환경 및 시설 등을 조사하여 야외 지질 학습장으로서의 활용 가능성을 검토하는데 연구의 목적을 두었다. 연구결과 연구지역인 약 1.6km 길이의 해안에서는 해식애, 자갈해안, 파식대와 같은 지형 그리고 암석으로는 화강암, 유문암, 안산암과 같은 화성암, 역암, 사암, 이암(셰일)의 퇴적암 그리고 편마암인 변성암 등이 분포하고 있다. 여러 종류의 암석 이외에 단층, 부정합, 암맥, 관입구조, 구상풍화 및 식물화석과 같은 지형 및 지질요소들은 초등학교과학, 중학교 과학 그리고 고등학교 지구과학I, II교과 지질단원의 학습내용과 밀접히 관련이 있는 것으로 분석되었다. 따라서 이러한 지형 및 지질요소는 야외지질 학습자료 또는 야외지질학습장소로서도 활용 가치가 있는 것으로 제안할 수 있다. 특히, 연구지역 남측인 수문동 나루터에서부터 해안을 따라 북서방향으로 약 400m 길이의 지질탐방로가 설치되어 있다. 이러한 시설은 조석 시각과 관계없이 지층에 접근하여 직접 관찰 활동을 하는데 도움이 되므로 야외지질학습장소의 조건으로 매우 적합하다. 그러나 야외지질학습장소로서 활용하기 위해서는 관찰 지점별 안내판의 제작과 설치 그리고 학교 급별에 따른 활동 프로그램의 개발 등의 연구가 필요하다.

한반도 남부지역의 3-D 속도 토모그래피 (3-D Crustal Velocity Tomography in the Southern Part of The Korean Peninsula)

  • 김소구;이청하
    • 자원환경지질
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    • 제31권2호
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    • pp.127-139
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    • 1998
  • 직접, 반사, 굴절파에 의한 3차원 속도구조를 위한 동시역산기술을 포항, 경상분지, 영남육괴 등 한반도 남부지역에 응용하였다. 44개 지진의 총 554개 지진 파선의 Pg, Sg, PmP, SmS, Pn, 그리고 Sn 위상의 주행시간은 진앙과 지각구조를 계산하기위해 사용하였다. 토모그래피 역산을 위해 수평으로는 $0.5^{\circ}$의 grid로 이루어진 $6{\times}6$ 블록과 수직으로 4 km 두께의 8개층으로 이루어진 블록모델을 사용하였다. 3차원 속도 토모그래피 역산 결과 모호면에서 지표까지 8개층으로된 속도 깊이의 단면도를 작성하였으며, 수평속도분포는 위도와 경도별로 10개 수평속도 분포도를 작성하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1) 본 연구지역에서 퇴적암의 평균 속도는 5.04 km/sec, 두께는 3~4 km. 기반암의 평균속도는 6.11 km/sec임을 알았다. 그리고 천부층의 속도 변화는 남부지역을 대상으로 관측한 부우게 중력이상(Cho et al., 1997)과 일치하는 것을 알았다. 2) 상부지각에의 수평 속도분포는 변화가 매우 크며 콘라드 밑의 하부지각의 수평 속도분포는 거의 일정함을 알았다. 3) 모호면의 평균깊이는 30.4 km, 평균속도는 8.01 km/sec로 나타났다. 4) 퇴적층의 속도와 두께, 상부지각의 두께, 속도 그리고 모양, 모호면의 깊이와 모양 등에서 영남육괴, 경상분지, 그리고 포항분지의 차이를 명백히 찾을 수 있었다. 5) 경주, 포항지역 부근의 심부단층이 상부지각의 하부까지 연장된 정단층 또는 트러스트 단층임을 알았다.

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GIS기반의 지질·지형 자료를 활용한 경상도지역의 지반분류 사례 (A Case Study of GIS-Based Site Classification in the Gyeongsang Province Constrained by Geologic and Topographic Information)

  • 강수영;김광희
    • 한국지리정보학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.136-145
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    • 2009
  • 지반특성은 지진동, 액상화 및 산사태 등으로 인한 지질재해 위험성 평가에서 중요한 요소로 사용될 수 있다. 일반적으로 지역적 지반특성을 규명하기 위한 지반분류에서는 시추나 탄성파 탐사를 이용하는 방법을 많이 사용하나, 이번 연구에서는 지질도와 지형도를 활용하였다. 본 연구에서는 수치지질도로부터 지질시대와 암상 자료를 추출하고, 지형도로부터는 고도와 경사도 자료를 추출한 후 GIS를 사용하여 경상남북도 지역의 지반을 분류하였다. 그 결과 연구지역의 지반은 지반분류 B(보통암)가 우세하게 나타나며, 하천과 매립지 부근에서는 이보다 연약한 지반으로 이루어져 있다. 이 결과를 연구지역의 시추자료를 사용한 지반분류와 비교해보면 약 73% 정도 일치한다. 오차원인은 주로 지질도 혹은 지형도에서 기인한다고 사료되며, 일부는 시추작업과 현장조사를 통해 직접적인 오류원인을 찾아야 하는 경우도 있다. 이 연구 결과는 지진, 홍수, 사태 및 액상화 등의 지질재해 및 토지이용계획 수립 시 유용한 자료로 사용될 수 있을 것이다.

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유조선 선체 파공에 따른 원유 유출 유속의 CFD 연구 (A CFD Study of Oil Spill Velocity from Hole in the Hull of Oil Tanker)

  • 최두영;이정섭;백중철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.71-71
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    • 2018
  • 해상 교통량 증가에 따라 선박 사고로 인한 대형 해양 오염사고가 많이 발생하고 있다. 유조선 충돌에 따른 선체 파공은 원유의 바다 유출을 야기하여 심각한 해양오염을 유발하므로 이러한 사고에 대해서 신속한 방재 대응력이 요구된다. 작은 파공은 목제 플러그를 인위적으로 삽입하여 봉쇄하는 것이 일반적이지만, 대형 파공의 경우 사람이 직접 봉쇄하기에는 어려워 기계적 봉쇄장치 개발이 요구된다. 파공봉쇄 장치 개발을 위해서는 유체의 유출유속을 정확하게 아는 것이 중요하다. 이 연구에서는 2007년 태안 기름유출 사고에서 관측된 초기수심 7.5 m, 직경 30 cm의 파공에 대해서 고해상도 CFD 모델링을 수행하여 수심별 기름 유출 유속의 분포를 계산하였다. 비중 0.85이며, 원유의 온도 $20^{\circ}C-100^{\circ}C$ 조건에 따른 점성계수 $4-12cP(mPa{\cdot}s)$ 조건에서 파공을 통한 원유 유출을 고해상도 모델링한다. 모델링 결과를 분석하여 원유유출에 대한 마찰손실계수와 유량계수의 범위를 레이놀즈수의 함수로 제시한다.

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확장판 선단부착 PHC말뚝 및 볼트 수직이음을 사용한 PHC말뚝의 시공 중 건전성 확인을 위한 동재하시험의 적용성 및 변형시공법 PHC말뚝들의 올바른 검증시험에 관한 연구 (Study on the Applicability of Dynamic Pile Load Test to Check Integrity during Installation of Extension Plate Attached PHC Piles and Bolts Spliced PHC Piles and the Correct Proof Test of the Transformed-installation PHC Piles)

  • 김명학;최용규
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권12호
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    • pp.115-131
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    • 2018
  • 현장 시험 부지에서 확장판 선단부착 PHC말뚝 및 볼트 수직이음 PHC말뚝에 대한 시험시공을 실시하고 시공중 건전성을 동재하시험으로 확인하고 시공 후 말뚝의 건전성을 직접 확인하였다. 그 결과를 분석하여 확장판 선단부착 PHC말뚝 및 볼트 수직이음 PHC말뚝의 시공 중 건전성을 동재하시험의 건전도지수(${\beta}$지수)로 평가할 수 있는지에 대하여 연구하였다. 이론적으로 말뚝 선단에 매우 인접하거나 선단끝단에서 발생하는 손상(특히 확장판 선단부착구 자체의 변형)은 시험기술의 특성상 건전도지수로 정확한 평가하는 데에는 한계가 있었다. 말뚝의 선단부에 바로 인접해서 발생하거나 말뚝선단 끝단에서의 손상을 PDA시험을 통하여 명확하게 평가하는 데에는 시험기술의 이론에 대한 고도의 지식과 경험이 요구되었다. 다른 볼트 수직이음구로 인하여 실질적인 1차원 파동전달이 용접이음에서와 다를 수 있다는 점, 타격에 의해 발생하는 응력파의 파장이 볼트 수직이음구 높이(약 100mm)보다 클 수 있다는 점, PDA 분석 기능 중 베타 프로세싱(Beta processing)이라는 기능 등이 매우 심도 있는 지식과 경험을 토대로 평가해야만 더욱 정밀한 판단이 이루어질 수 있다는 점 등을 종합적으로 고려할 때 일반적인 건전성 평가기술로 볼트 수직이음의 건전성을 평가하는 데에는 한계가 있었다.

낙동강 하구 지형변화 예측 및 외력조건에 따른 기여도 분석 (Prediction of Topographic Change in the Estuary of Nakdong River and Analysis of Its Contribution by External Force Condition)

  • 김강민;이중우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.64-71
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    • 2019
  • 낙동강 하구의 지형변화 메커니즘을 파악하는 것은 하구의 관리방안과 처리방법 연구에 매우 중요하다. 본 연구에서는 낙동강 하구의 지형변화에 관여하는 강우, 하천유량, 유사량과 같은 육역으로부터 영향과 조석, 조류, 파랑, 표층퇴적물 등과 같은 해역으로부터의 영향을 조사 분석하였다. 분석된 자료에 근거하여 지형변화 실험을 수행하고, 지형변화와 외력조건별 기여도를 분석하였다. 수치실험 결과 지형변화는 하굿둑 방류 영향을 직접적으로 받는 수로부를 중심으로 침식이, 간접 영향권인 간석지를 중심으로 퇴적이 우세하게 나타났다. 수로부를 따라 이동되는 퇴적물이 파랑에 의해 분급, 배분되면서 울타리선 전면부에는 퇴적이 우세하였다. 지형변화 실험결과인 퇴적 우세현상과 비교하여, 외력조건별로 침식의 기여도가 크게 나타나고 있으나 각 외력조건의 복합적인 영향은 퇴적이 우세하게 나타나고 있다. 따라서, 낙동강 하구의 지형변화는 여러 복합적인 외력인자의 결과로 판단된다. 또한, 각 외력조건별 영향은 구역별로 상이한 기여도를 보이므로 하구관리방안 수립시 이러한 결과를 고려해야 하고, 반드시 복합적인 상호작용의 결과로 이해하고 있어야 할 것으로 사료된다.