• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.43-43
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• 2011

최근 컴퓨터 기술의 발전으로 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 이용하는 3차원 수치모형에 의한 연구가 기초과학 분야인 수학에서부터 공학은 물론 의학 분야까지 광범위하게 진행되고 있다. 3차원 수치모형을 이용한 연구는 이론적으로 매우 우수하긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 근래의 컴퓨터 기술이 엄청난 속도로 발전하고 있는 점을 감안할 때 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 이러한 흐름에 따라 해안공학 분야에서도 3차원 수치모형을 이용한 다양한 연구가 시도되고 있다. 복잡한 해안구조물로 인한 파랑변형 및 구조물의 안전성 등을 검토할 때 기존의 평면 2차원 수치모형이나 연직 2차원 수치모형으로는 재현이 힘들어 상대적으로 수치모형을 활용한 연구의 효용성이 낮았던 것에 비해 3차원 수치모형을 활용할 경우 복잡한 지형 및 구조물의 형상을 재현할 수 있기 때문에 좀 더 유용하게 사용될 수 있다. 한편, 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 2차원 수치모형을 중심으로 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔으나 Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 3차원 Navier-Stokes 방정식 모형에서 내부조파기법을 도입하여 목표 파랑을 조파하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 유한차분모형으로 자유수면 추적에는 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용한다. 수치모형실험 결과를 일정한 수심을 전파하는 정현파의 해석해와 비교하였으며, 수치모형실험 결과가 비교적 정확하게 목표 파랑을 조파할 수 있음을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1989.07a
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• pp.123-132
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• 1989

자연하천에서의 흐름특성을 해석하기 위해 Boundary - fitted(BF) coordinate system을 응용하여 유한차분법에 의한 2차원모델을 개발하였다. BF coordinates는 경계면의 형상에 관계없이 적용할 수 있으며 모든 계산은 기본식의 좌표변환을 통해 직각좌표계에서 행해지므로 경계조건의 입력에 용이하다. Physical domain(X - Y 좌표계)에서 하천의 형상을 입력하면 Grid generation에 의해 모든 계산은 Computational domain($\varepsilon$ - n 좌표계)에서 행해진다. Computational domain에서의 유한차분법은 half - time step으로 ADI 방법을 이용했고, 한 방향의 유속과 수위를 Double sweep으로 풀었다. 유속, 수위 및 하상의 격점망은 Staggered grid system을 사용했으며 geometric elements는 각 격점별로 계산하였다. 본 모델을 이용하므로써 불규칙한 수로나 하천의 흐름상태를 해석할 수 있으므로 흐름의 종단, 횡단방향의 유속분포, Superelevation을 구할 수 있고 하천의 계획, 관리, 제방의 호안이나 구조물의 설치등으로 일어나는 수리학적 영향등을 예측할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1258-1262
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• 2007

수치해석분야에서 가장 난해한 부분은 복잡한 지형을 표현할 수 있는 격자망을 쉽고 간편하게 생성하고 수치모형에 적용하는 것이다. 가장 쉽고 널리 적용되던 직사각형격자망의 한계를 극복하기 위하여 곡선좌표계를 이용하거나, 삼각형 또는 사각형의 불규칙 격자망을 적용하여 복잡한 지형을 표현하는 연구들이 시도되었다. 그러나, 곡선좌표계를 이용하여 지배방정식을 변환하는 방법은 지배방정식이 매우 복잡하고 수치모형의 구성이 난해하며, 불규칙 격자망을 이용한 방법은 계산영역을 적절히 표현하는 격자망을 구성하기 위해서 상당한 노력과 시간이 소요되는 단점이 있다. 이에, 직사각형의 격자망과 비구조 격자망의 장단점을 보완하여 수치격자 구성이 간편하고 지형을 정확히 표현할 수 있는 기법에 대한 연구가 필요한 단계에 이르게 되었다. 본 연구에서는 직사각형 격자를 기본으로 지형을 따라 계산격자를 분할하는 기법인 cut-cell기법을 이용하여 계산격자망을 구성하고, 그 적용성을 검토하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.719-722
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• 2011

본 연구에서는 이동최소제곱 차분법을 2차원 동적고체문제를 해석하기 위하여 확장시켰으며 Newmark ${\beta}$ 방법을 통해 explicit와 implicit 시간적분법을 모두 적용하여 그 차이를 비교하였다. 이동최소제곱 차분법은 Taylor 다항식을 이용하여 미분계산을 근사화 함으로써 내부 및 경계에서도 강형식을 그대로 이용할 수 있다. 그래서 계산이 빠르고 수치적분이 필요하지 않아 무요소법의 장점을 잘 살릴 수 있고 해석차수를 손쉽게 조정할 수 있어 cubic 등의 고차 근사계산이 간편하다. 두 가지 수치예제를 통하여 동적해석에 대한 이동최소제곱 차분법의 적용성과 안정성을 검증하였다.

• Water for future
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• v.48 no.5
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• pp.37-43
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• 2015

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.1 no.2
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• pp.127-135
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• 1998

The Born approximation is widely used for solving the complex scattering problems in electromagnetics. Approximating total internal electric field by the background field is reasonable for small material contrasts as long as scatterer is not too large and the frequency is not too high. However in many geophysical applications, moderate and high conductivity contrasts cause both real and imaginary part of internal electric field to differ greatly from background. In the extended Born approximation, which can improve the accuracy of Born approximation dramatically, the total electric field in the integral over the scattering volume is approximated by the background electric field projected to a depolarization tensor. The finite difference and elements methods are usually used in EM scattering problems with a 2D model and a 3D source, due to their capability for simulating complex subsurface conductivity distributions. The price paid for a 3D source is that many wavenumber domain solutions and their inverse Fourier transform must be computed. In these differential equation methods, all the area including homogeneous region should be discretized, which increases the number of nodes and matrix size. Therefore, the differential equation methods need a lot of computing time and large memory. In this study, EM modeling program for a 2D model and a 3D source is developed, which is based on the extended Born approximation. The solution is very fast and stable. Using the program, crosshole EM responses with a vertical magnetic dipole source are obtained and the results are compared with those of 3D integral equation solutions. The agreement between the integral equation solution and extended Born approximation is remarkable within the entire frequency range, but degrades with the increase of conductivity contrast between anomalous body and background medium. The extended Born approximation is accurate in the case conductivity contrast is lower than 1:10. Therefore, the location and conductivity of the anomalous body can be estimated effectively by the extended Born approximation although the quantitative estimate of conductivity is difficult for the case conductivity contrast is too high.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.25 no.4
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• pp.203-213
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• 2022

To understand an underlying geological structure via seismic imaging, the velocity information of the subsurface medium is crucial. Although the full-waveform inversion (FWI) method is considered useful for estimating subsurface velocity models, 3D FWI needs a lot-of computing power and time. Herein, we compare the calculation efficiency and accuracy of frequency-domain 2D and 3D acoustic FWIs. Thereafter, we demonstrate that the artifacts from 2D approximation can be partially suppressed via frequency-domain 2D FWI by employing diffraction angle filtering (DAF). By applying DAF, which employs only big reflection angle components, the impact of noise and out-of-plane reflections can be reduced. Additionally, it is anticipated that the DAF can create long-wavelength velocity structures for 3D FWI and migration.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.8
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• pp.5269-5279
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• 2014

The cause of defects in the PCB SMT assembly is mostly solder paste deposits. Conventional inspection methods for solder paste deposits suffer from slow speed, low reliability and high cost. Therefore, this paper proposes a method for calculating the height and region of solder paste on PCB using the 3D profiles without measuring the 2D image. The solder paste region is detected by the phase difference in the measurement points and the average phase on the whole surface of PCB. The high reliable height of the solder paste region is computed by the average of the measurement points' phase with repeatability and reliability. The experimental results revealed improvements of 17% in inspection time and 29% repeatability in the height calculation of the solder paste region, resulting in a high speed and less expensive system.

• Economic and Environmental Geology
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• v.27 no.2
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• pp.191-199
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• 1994

We have developed an algorithm based on the method of integral equations to simulate the magnetotelluric (MT) responses of three-dimensional (3-D) bodies in a layered half-space. The inhomogeneities are divided into a number of cells and are replaced by an equivalent current distribution which is approximated by pulse basis functions. A matrix equation is constructed using the electric Green's tensor function appropriate to a layered earth, and is solved for the vector current in each cell. Subsequently, scattered fields are found by integrating electric and magnetic Green's tensor functions over the scattering current About a 3-D conductive body near the earth's surface, interpretation using 2-D transverse electric modeling schemes can imply highly erratic low resistivities at depth. This is why these routines do not account for the effect of boundary charges. However, centrally located profiles across elongate 3-D prisms may be modeled accurately with a 2-D transverse magnetic algorithm, which implicitly includes boundary charges in its formulation. Multifrequency calculations show that apparent resistivity and impedance phase are really two complementary parameters. Hence, they should be treated simultaneously in broadband MT interpretation.

• Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
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• v.9 no.2
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• pp.129-135
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• 2015

The objective grading system for the facial palsy is needed. In this study, the facial palsy grading system was developed with combination of three dimensional image processing and Nottingham scale. The developed system is composed of 4 parts; measurement part, image processing part, computational part, facial palsy evaluation & display part. Two web cam were used to get images. The 8 marker on face were recognized at image processing part. The absolute three dimensional positions of markers were calculated at computational part. Finally, Nottingham scale was calculated and displayed at facial palsy evaluation & display part. The effects of measurement method and position of subject on Nottingham scale were tested. The markers were measured with 2-dimension and 3-dimension. The subject was look at the camera with $0^{\circ}$ and $11^{\circ}$ rotation. The change of Scale was large in the case of $11^{\circ}$ rotation with 2-dimension measurement. So, the developed system with 3-dimension measurement is robust to the orientation change of subject. The developed system showed the robustness of grading error originated from subject posture.