• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.14-20
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• 2010

Shock-focusing concave reflectors can have parabolic, circular or elliptic cross-sections. They produce effectively a very high pressure at the focusing point. In the past, many optical images have been obtained on shock focusing via experiments. Measurement of field variables is, however, difficult in the experiment. Using the wave propagation algorithm and the Cartesian embedded boundary method, we have successfully obtained numerical Schlieren images that appear very much like the experimental results. In addition, we obtained the detailed field variables such as pressure, velocity, density and vorticity in the unsteady domain. The present numerical results have made it possible to understand the shock focusing phenomenon in more detail than before.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.129-136
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• 2017

파형 역산 또는 역시간 구조 보정과 같은 3차원 탄성파 자료 처리를 위해서는 3차원 파동 전파 모델링과 그에 따른 대량의 수치 계산이 필요하다. 본 연구에서는 3차원 주파수 영역 파동 전파 모델링을 이용해 제온 파이 가속기와 서버용 고성능 CPU의 성능 및 정확성을 비교하였다. 시간 영역 유한 차분법 알고리즘에 제온 파이의 특징을 고려하여 OpenMP 병렬 프로그래밍을 적용하였다. 주파수 영역 파동장을 얻기 위해서는 시간 영역 모델링과 동시에 푸리에 변환을 수행하였다. 3차원 SEG/EAGE 암염돔 속도 모델을 사용하여 주파수 영역 파동장을 생성한 결과, 제온 파이를 이용해 정확한 주파수 영역 파동장을 CPU 대비 1.44배 빠르게 얻을 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권2호
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• pp.70-75
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• 2000

탄성파 탐사자료의 구조보정에는 주로 Kirchhoff 및 역시간 구조보정이 이용되고 있다. 파동방정식을 이용한 역시간 구조보정에는 양방향 및 일방향 파동방정식이 이용된다. 일방향 파동방정식을 사용한 접근법은 하향 파동장 외삽연산자를 근사하게 계산하는 방식으로, 양방향 파동방정식을 이용한 방법에 비해, 계산량이 적고 작은 컴퓨터 주기억장치로 작업이 가능하다. 본 논문에서는 일방향 파동방정식을 이용하여 중합전 역시간 구조보정을 수행하였다. 주파수-공간영역에서 음원 파동장의 전파 및 관측 파동장의 역시간 전파에 단일주파수 일방향 파동방정식을 이용하였으며, 이 두 파동장의 영 지연 상호상관을 계산하여 구조보정하였다. 구조보정에는 초병렬 슈퍼검퓨터(MPP, Massively Parallel Processors) CRAYT3E가 사용되었으며, 이 작업을 통해 알고리즘이 쉽게 병렬화가 가능하여 효율적으로 구조보정에 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권2호
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• pp.71-78
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• 2013

일방향 파동방정식(one-way wave equation)을 이용한 참반사 보정은 거꿀 참반사 보정(reverse time migration)에 비해서는 계산시간의 효율성을 향상시킬 수 있고 파선이론에 기초한 참반사 보정에 비해서는 상대적으로 정확한 영상화를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 이 연구에서는 이러한 일방향 파동방정식을 이용하는 참반사 보정 알고리즘 중 Generalized-Screen (GS) 전파자를 이용하여 이방성 매질 중 횡적등방성(Vertical Transversely Isotropy, VTI) 매질에 적용가능한 겹쌓기 전 심도 참반사 보정(PreStack Depth Migration, PSDM) 모듈을 개발하였다. GS 전파자는 위상막(phase screen) 참반사 보정의 얇은 막(thin slab) 전파자에서 수직느리기항(vertical slowness)의 Taylor 급수 전개 시 고차항을 고려했기 때문에 수평적 속도변화가 크거나 급격한 경사를 지니는 구조에 대해서도 정확한 영상을 얻을 수 있다. 개발된 GS 참반사 보정 모듈을 검증하기 위해서 VTI 매질에 적용되는 전파자(GSVTI propagator)를 고차항의 차수에 따라 분석한 결과 차수가 증가할수록 넓은 각으로 전파하는 파동장의 정확도가 향상되었다. 그리고 수치모형실험을 통해서 이방성 매질에서 얻은 합성탄성파탐사 자료에 본 연구에서 개발된 이방성 GS 참반사 보정과 등방성 GS 참반사 보정을 각각 적용한 결과 이방성 GS 참반사 보정이 급경사나 이방성이 강한 지역에서의 구조에 대해 더욱 정확한 영상을 제공하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2000년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.463-466
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• 2000

SAR imaging 시스템 전파환경에서 목표물의 정보를 성공적으로 추출해 내기 위해서는 반사된 신호를 수신할 때 Coherent detection이 필수적이다. 수신시 Incoherent detection은 복소 위상오차 형태로 나타나서 실제 목표물의 영상에 심각한 Degradation을 야기시켜 치명적인 결과를 초래하게된다. 본 논문에서는 하나의 목표물에서 수신되는 신호를 파동방정식으로부터 모델링하고 모델링된 신호의 각 주파수대의 조합에 의해 전체 수신신호로부터 위상오차의 기울기를 유도한다. 더욱더 정확한 위상오차를 추정하기 위해 추정된 위상오차로부터 수신신호에 포함된 오차를 제거하고, 오차가 제거된 신호의 대역폭을 추정한다. 추정된 대역폭에 맞도록 알고리즘에 재 적용시켜 교정되지 못한 오차를 추정해 나간다. 이때 반복적인 위상오차 제거기법을 적용하고 Iteration의 종료를 자동으로 결정하기 위해 지능형 대역폭 추정 기법을 제시한다. 컴퓨터의 모의 실험에서, 위상오차를 포함한 수신 신호로부터 알고리즘을 적용하여 오차를 제거하고,, Wavefront Reconstruction 기법에 적용시켜 알고리즘의 성능을 영상으로 확인한다.

• 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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권2호
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• pp.34-44
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• 2001

종래의 탄성파 모델링은 지표를 수평면으로 가정하고 그 아래쪽에 여러 개의 반사면에 대한 모델링이 대부분 이었다. 그러나, 실제 탐사에서는 복잡한 지형을 가진 지표에서 탐사가 수행되기 때문에 탄성 매질에서의 반응을 명확하게 구분해 내는 것이 힘들다. 지표에 탄성파 전파특성을 규명하기 위하여 모델에 지형을 고려할 수 있도록 하여 시간영역 유한요소법을 이용하여 매질의 반응을 구하였다. 이러한 이러한 알고리즘을 이용하여 지표에서 진원을 가했을 때 수평 및 제방(mound), 채널(channel)등의 구조로부터 지표의 수신기에서 합성 탄성파 기록을 관찰하고, 스냅사진(snapshot)을 얻어냄으로써 해석해와 잘 일치함을 확인하였고, 지표 및 지하 반사면에 의한 복잡한 탄성파의 전파 양상을 파악할 수 있었다. 불규칙 지표면을 따라 전파하는 표면파가 모서리에서 새로운 진원으로 작용하여 큰 잡음이 생성됨을 관찰하였고, 지표를 따라 전파하는 높은 에너지의 레일리파, 상대적으로 낮은 압축파, 전단파 등의 전파 양상으로부터 파의 천이 상태를 관찰할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.170-175
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• 2009

Shock focusing is related with explosive release of shock wave energy on a narrow spot in a short duration of time triggering a spontaneous high pressure near the focal point. It is well known that reflection of planar incident shock wave from the metallic concave mirror such as ellipsoidal, paraboloidal or hemispherical cavities will focus on a focal point. We intend to improve the computational results using a wave propagation algorithm and to resolve the mushroom-like structure. For computation of the concave cavity flow, it is not easy to use a single-block mesh because of the many singular points in geometry and coordinates. We have employed a uniform Cartesian-grid method for the wave propagation algorithm.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.99-104
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• 2009

본 연구에서는 천부 토양층의 2차원 불균질 S파 단면을 결정하기 위해 천부 굴절법 탐사로부터 얻은 SH파 자료에 대한 파형역산 기법을 제안한다. 2차원 매질에서 SH파의 전파를 모사하기 위해 2.5차원 파동 방정식을 사용한다. 합성탄성파를 계산하기 위해 공간축으로 4차, 시간축으로 2차 근사한 staggered grid 유한차분법을 사용하여 파동 방정식을 푼다. 계산된 파형과 측정 파형의 잔여오차로 정의되는 목적함수를 하이브리드 발견적 탐색기법에 의해 최소화한다. 2차원 지하구조 모형은 각기 다른 심도 경계면을 갖는 블록과 블록 내부의 S파 속도에 의해 매개화한다. 수치실험은 암영층파 불규칙한 경계를 갖는 모델에 대해 백색잡음을 추가한 합성 SH파 자료를 이용하여 수행하였다. 지표 굴절법 자료로부터 암영층을 포함한 구조를 적절한 계산시간 내에 영상화할 수 있었다