• 지구물리와물리탐사
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• 제12권4호
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• pp.347-354
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• 2009

암석의 물성을 정확히 예측하기 위해서는 물성에 일차적인 효과를 미치는 공극구조에 대한 이해가 매우 중요하며, 정확한 공극구조와 물성시뮬레이션을 이용한 다양한 물성예측 및 변화양상의 정량적 상관관계는 많은 지구물리분야에 응용할 수 있다. 최근 비파괴 구조해석방법, 특히 X선 토모그래피를 이용한 고분해능 스캔 등이 상용화되고 컴퓨터의 성능이 향상됨에 따라 실제의 공극구조를 이용하여 투수율을 예측하는 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 이러한 연구를 투수율뿐만 아니라 속도와 전기전도도의 영역으로 확장하려는 시도를 하였다. 하지만 토모그래피 방법에서 발생하는 smoothing 효과에 의해 공극구조가 왜곡되고 계산된 물성에 오차가 발생하여, 영상처리기법(sharpening filtering 및 인공신경망 분류법)을 사용하여 smoothing 효과를 제거하는 방법을 시도하였다. 그 결과 가시적으로 향상된 공극구조를 얻을 수 있었고, 투수율 및 전기전도도의 계산값도 이론적 모델링과 유사한 정도의 정확도를 얻을 수 있었다. 하지만 속도의 경우에는 smoothing 효과의 제거에도 불구하고 오차도 상대적으로 크고 향상정도도 매우 미미하였다. 박편과 토모그래피에서 얻어진 공극구조의 비교 연구를 통하여 본 연구에서 사용된 사암의 경우에는 토모그래피에서 얻어진 해상도가 너무 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 이유로 smoothing 효과가 제거되어도 속도예측의 향상은 그리 크지 않은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서 제시된 방법은 토모그램의 smoothing 효과를 효율적으로 제거하였으며 이는 토모그래피방법으로 공극구조를 획득할 때 유용하게 사용될 것으로 기대된다. 또한 속도예측의 경우 토모그램의 해상도가 매우 중요한 인자로 판명되었으며 투수율 예측에 일반적으로 사용되는 해상도보다 최소 세 배 이상의 높은 해상도가 요구되는 것으로 파악되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권11호
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• pp.1051-1056
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• 2006

The mean and RMS velocity field of the respiratory gas flow in the human airway was studied experimentally by particle image velocimetry (PIV). Some researchers investigated the airflow for the mouth breathing case both experimentally and numerically. But it is very rare to investigate the airflow of nose breathing in a whole airway due to its geometric complexity. We established the procedure to create a transparent rectangular box containing a model of the human airway for PIV measurement by combination of the RP and the curing of clear silicone. We extend this to make a whole airway including nasal cavities, larynx, trachea, and 2 generations of bronchi. The CBC algorithm with window offset (64 $\times$ 64 to 32 $\times$ 32) is used for vector searching in PIV analysis. The phase averaged mean and RMS velocity distributions in Sagittal and coronal planes are obtained for 7 phases in a respiratory period. Some physiologic conjectures are obtained. The main stream went through the backside of larynx and trachea in inspiration and the frontal side in expiration. There exist vortical motions in inspiration, but no prominent one in expiration.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.85-98
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• 2009

굴절법 토모그래피를 구현하는 대부분의 컴퓨터 프로그램은 타우-피 역산 알고리즘을 이용하여 초기 모델을 생성한다. 타우-피 역산 알고리즘은 지층의 수직 분해능에 초점을 맞추기 때문에 전단 영역의 존재를 지시하는 탄성파 속도의 감소와 같은 수평적인 변화를 탐지하는데 실패하는 경우가 자주 발생한다. 본 연구에서는 타우-피 역산 알고리즘이 50미터 혹은 10개 측점 너비의 주요 전단 영역을 탐지하거나 정의하는데 실패하는 사례를 보여준다. 그럼에도 불구하고 대다수의 굴절법 토모그래피 프로그램들이 각 지층의 수직 속도 구배로 탄성파 속도를 매개화한다. 이와는 달리, 일반상반성방법(Generalized Reciprocal Method; GRM) 역산 알고리즘은 개별 지층의 수평 분해능을 강조한다. 본 연구에서는 GRM 역산 알고리즘을 이용하여 50미터 폭의 전단 영역을 성공적으로 탐지하고 정의하는 사례를 보여준다. 전단 영역의 존재는 2차원 선두파 진폭분석과 이후의 3차원 굴절법 탐사의 일환으로 수행된 몇 개의 근거리 직교 탄성파 탐사에 의해 확인된다. 또한. 송신원 기록 진폭분석 결과는 풍화대에서 수직 속도 구배보다는 속도역전이 발생하는 것을 보여준다. 결론적으로 말하면, 모든 탄성파 굴절법 탐사가 실용적으로 정확한 심도추정 결과를 제공하는 것을 목적으로 하면서도 개별 지층의 수평 분해능을 강조하는 기법들이 지질환경공학적인 응용에 더 유용한 결과를 생성한다는 것이다. 향상된 수평 분해능의 장점은 구조적 특징이 탄성파 속도의 변화 크기로부터 인식될 수 있는 2차원 트래버스(tracverse)로 얻어질 수 있다. 또한, 3차원 탐사로부터 얻어진 공간 패턴은 탄성파 속도에서는 고유한 변화나 징후를 보이지 않는 단층과 같은 구조적 특징의 인식을 가능하게 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.5-12
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• 2005

최근 물리탐사 분야에서는 토목 및 환경 분야에 적용을 목적으로 하는 정밀 물리탐사가 새로운 개척분야로 급부상하고 있다. 이는 측정장비의 정밀화, 컴퓨터의 대용량화 등과 같은 기술적 용인과 국내외적으로 증대되고 있는 환경오염의 조사 기술 및 각종 지반사고예방 기술의 개발에 대한요구와 같은 사회적 요인에 기인한다. 이러한 사회적 요구에 맞추어 현장타설 말뚝의 건전도 시험법에 대한 관심이 증대되고 있으며, 정밀한 시험법이 요구되고 있다. 특히 비파괴검사의 방법 중 초음파를 이용한 시험법은 매우 실용적이다. 초음파를 이용한 파일건전도 시험법에 Geotomography 기법을 적용하여 현장타설 말뚝 내부를 영상화함으로써 보다 정밀한 자료를 통하여 구조물의 안전성 판단에 정확도를 기하고자 하였다. 본 연구에서는 이상모델을 설정하여 토모그래피 프로그램의 정확성을 점검하였고, 수조실험을 통하여 인위적으로 이상체 형태와 위치를 변화기시켰으며, 최종적으로 실제 콘크리트 파일 모형을 제작하여 파일 내부의 이상체를 영상화하였다. 실험의 결과 모형 파일 내부의 영상화를 통해 이상체의 위치를 비교적 정확하게 확인할 수 있었다.