• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.198-200
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• 2002

경제적이며 정확한 3차원 전자탐사 모델링을 위해 위해 Habashy et al. (1993)에 의해 제안된 국소 비선형 근사(localized nonlinear approximation)를 이용하여 전자탐사 모델링 알고리듬을 개발하였다. 전자탐사 수치모델링시 많은 계산시간 및 기억용량을 필요로 하는 Green 텐서 적분을 정확하고 빠르게 계산하기 위해, 단일 미소체를 이용한 공간파수 영역에서의 Green 텐서 적분 알고리듬을 제안하였다. 더욱이 Green 텐서의 송수신 방향 및 상반성을 고려하여 각각의 미소체에 의한 전체 미소체에의 Green 텐서 적분을 한 개의 미소체에 의한 전체 미소체에의 Green 텐서 적분 값으로 구하게 하므로 매우 적은 기억용량 만으로 Green 텐서 적분 행렬을 구성할 수 있어, 역산법에 효과적으로 적용할 수 있다. 이 수치 모델링 알고리듬을 기본으로 하여 평활화 제한을 가한 최소자승 역산 알고리듬을 개발하였다. 이 역산 알고리듬을 지표 전자탐사 및 시추공-지표 전자탐사 등에 적용하여 PC에서도 빠르게 3차원 전자탐사 역산이 수행됨을 보였다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2001년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.123-125
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• 2001

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.121-128
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• 2017

국내에서 시간영역 전자탐사(time-domain/transient electromagnetic, TEM) 자료의 해석은 1차원 알고리듬에 주로 의존하고 있는 실정이기 때문에 정밀한 해석을 위하여 3차원 모델링 및 역산 해석 프로그램의 개발이 필요한 상황이다. 이 연구에서는 엇갈린 격자를 이용한 시간영역 유한차분(staggered-grid finite-difference time-domain, FDTD)법에 기초하여 3차원 TEM 반응 모델링 알고리듬을 개발하였다. 시간영역 전자탐사의 모델링을 위해 맥스웰 방정식을 현시적 중앙점 FDTD법을 이용하여 이산화하였으며 수치 안정성을 높이기 위해 가상 변위전류항을 도입하였다. 일반적으로 많이 활용되는 소형 코일 송신원을 수치적으로 구현하여 균질 반무한 공간에서의 해석해와 비교 검증하고 3차원 이상체에 대한 반응을 분석하였다. 이 연구에서 개발된 모델링 프로그램은 향후 TEM 전자탐사 자료의 정밀 해석에 기초가 될 것으로 기대한다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2000년도 춘계공동학술발표회
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• pp.197-198
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• 2000

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권3호
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• pp.207-217
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• 2005

이 연구에서는 배경 전기전도도 구조가 1차원 층서구조가 아닌 경우에도 적분방정식법을 이용하여 비교적 정확히 모델링 할 수 있는 근사적 방법에 대한 유도 과정을 제시하였으며, 이를 기반으로 전자탐사 수치 모델링을 구현하여 그 정확도 및 효율성에 대해 고찰하였다. 이 연구에서 제시된 방법은 통상적인 적분방정식법과 마찬가지로 1차원 층서구조에서의 Green함수를 그대로 이용할 수 있어 계산 측면에서 매우 효율적이며, 대체적으로 적분방정식을 구성하기 위한 행렬의 크기를 줄일 수 있다. 본 연구에서 개발된 근사 적분방정식 알고리듬을 간단한 수치 모델에 대하여 적용한 결과 정확도는 반응을 구하고자 하는 이상체 부근에서는 거의 차이가 없었으며, 또한 계산 시간에 대한 분석을 통해 이 모델링 알고리듬을 이용하여 역산을 수행하고자 할 때 계산 시간을 대폭 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 방법은 1차원 층서구조가 아닌 이미 알려진 공통된 구조론 갖는 여러 지질 모델에 대한 전자탐사 반응을 매우 효율적으로 구할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권3호
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• pp.163-170
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• 2014

전자탐사 자료로부터 지하구조를 정확하게 해석하기 위해서는 적절한 모델링 기술이 필요하다. 본보에서는 주파수영역 전자탐사 3차원 모델링에 유한차분법이나 유한요소법을 이용할 경우 필요한 기초 사항에 대해 소개한다. 인공송신원에서 특이성을 피하기 위해 지배방정식을 전기장의 2차장으로 정식화하고 그 결과 유도되는 연립방정식을 풀기 위한 반복해법과 직접해법에 대해 설명한다. 그리고 반복해법에 발산보정을 도입하면 그 수렴성을 대폭 향상시킬 수 있으며, 이는 유한차분법에서 지형효과를 모델링할 때 특히 유용하다. 마지막으로 여기서 소개한 유한차분법을 이용한 3차원 모델링 알고리듬을 항공전자탐사에 적용한 예를 보여준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권2호
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• pp.127-135
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• 1998

전자탐사에서 Born 근사는 이상체내에서의 전기장을 이상체가 없는 균질 매질에서의 일차장으로 대치하는 방법으로 복잡한 전자기 산란(EM scattering)문제를 근사하는데 널리 사용되고 있는 방법이다. 그러나 Born 근사는 이상체의 전도도가 주변 매질에 비하여 너무 크거나, 이상체의 크기가 클 때는 상당히 부정확한 결과를 나타낸다. 확장된 Born근사법은 이러한 Born근사의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 방법으로 이상체내의 전기장을 탈분극 텐서와 일차 전기장의 곱으로 근사하는 방법이다. 한편 전자탐사에 3차원 송신원을 사용하는 2차원 모델링은 주로 유한차분법과 유한요소법이 이용되었다. 일반적으로 이들 미분 방정식을 이용하는 2차원 전자탐사 모델링에서 3차원 송신원 문제의 해결을 위하여 Fourier변환을 통해 파수영역(wavenumber domain)으로 이동하는 방법이 사용되어 왔다. 또한 파수영 역에서 계산된 결과는 Fourier 역변환을 통하여 다시 공간영역(space domain)으로 이동해야 하는 번거로움이 있다. 따라서 이들 방법은 계산시간이 많이 걸리고 이상체가 없는 지역도 미소체로 분할해야 하므로 수치계산시 대량의 기억용량이 필요하다. 본 연구에서는 Born근사의 문제점 및 전자탐사 2차원 모델링시 3차원 송신원 문제를 해결할 수 있는 확장된 Born 근사법에 근거한 전자탐사 2.5차원 모델링 프로그램을 개발하였다. 이 모델링 프로그램을 이용하여 수직 자기 쌍극자를 송신원으로 하는 시추공간 전자탐사법에 대한 2차 자기 장을 계산하고 적분 방정식에 의한 3차원 모델링 결과와 비교, 분석하였다. 모든 주파수 대역에서 확장된 Born근사에 의한 2.5차원 모델링 결과가 3차원 모델링 결과와 잘 일치하고 있다. 그러나 이상체의 전도도와 모암의 전도도 차이가 10배 이상의 경우일 때는 두 반응은 상당한 차이를 보인다. 따라서 본 연구에서 개발된 확장된 Born 근사에 의한 2.5차원 모델링은 이상체와 모암의 전도도 차이가 너무 크지 않을 경우 이상체의 위치 및 형상을 파악하는데 효과적일 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권1호
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• pp.13-18
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• 2000

적분방정식 전자탐사 모델링에서 종종 애매모호하게 받아 들여온 특이 요소에 대한 Green 텐서 적분을 명확히 해결하고자, 전자탐사 적분방정식에서의 특이치의 개념을 전자기 이론에서 사용되는 전기장의 적분식 표현에서의 특이치 문제와의 비교를 통해 설명하였다. 또한 적분방정식 전자탐사 모델링에서 수치해의 정확도를 좌우하는 가장 중요한 요소인 특이 적분을 3차원, 2.5차원 및 2차원, 그리고 얇은 판 적분방정식의 경우에 대해 유도하고 정리하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권3호
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• pp.70-79
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• 2001

적분방정식법은 매우 강력한 3차원 전자탐사 모델링 기법이다. 그러나 이 방법은 이상체내의 전기장 계산시 대형 선형방정식의 해를 구해야 하므로 계산시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 특히 3차원 역산의 경우에는 이러한 적분방정식의 단점은 치명적이 될 수밖에 없다. 이상체내의 전기장을 1차장으로 가정하는 통상적인 Born 근사법은 계산이 용이하고 속도가 빠르다는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 이상체와 모암간의 전기전도도비가 너무 클 경우에는 정확성에 문제가 있다. 준선형, 준해석 및 확장된 Born 근사는 이상체내의 전기장 계산을 위한 적분방정식을 선형화한 방법으로 적분방정식법에 비하여 계산시간이 빠르고 통상의 Born 근사에 비해서는 정확성이 높은 매우 훌릉한 3차원 전자탐사 모델링 기법이다. 그러나 이들 또한 근본적으로 근사법에 해당되므로 정확성을 향상시킬 필요가 있다. 근사법의 정확성을 높이기 위한 방법으로 반복적 방법을 사용하는 급수 전개법이 동원되며, 이 방법에는 수정 Born 급수, 준선형 급수 및 준해석 급수 등이 있다. 이들 급수 전개법은 적분방정식법 및 여러 근사법과 비교해 볼 때 매우 정확하고 비교적 빠르며, 항상 수렴하여 그 효율성이 높은 것으로 나타났다. 또한 급수 전개법은 전산프로그램의 작성이 용이하다는 장점도 있다. 본 연구에서는 이를 확장된 Born 급수 전개법으로 화장하여 보다 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 확장된 Born 급수법을 포함하는 각종 급수 전개법은 향후 3차원 전자탐사 모델링 및 역산에 적용 가능한 빠르고 정확한 모델링 기법으로 기대된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.75-80
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• 2009

유한요소법을 이용한 3차원 모델링은 모형에 대한 기하학적 유연성에도 불구하고 대형 연립방정식에 대한 계산이 필요하여 실용성에는 많은 제약이 있었다. 본 연구에서는 최근 컴퓨터와 수치해석기술을 바탕으로 직접해법과 반복해법을 선택적으로 사용한 효율적인 유한요소 3차원 모델링을 구현하였다. 직접해법인 PARDISO는 멀티코어 계산환경에서 병렬 연산을 이용하여 계산속도를 현저히 감소시킬 수 있었고 특히 단딜 주파수 다중 송신의 계산에서 최대의 계산효율을 보였다. 소규모 메모리 환경에서는 BiCGSTAB(1)이 다른 반복해법들에 비해 빠르고 안정적으로 수치해를 계산하였다. 효율적인 3차원 모델링은 주어진 문제와 상황에 적합한 해법을 선택적으로 사용함으로써 가능하다. 모델링에는 다양한 형태의 인공송신원이 고려되어 있으며 향후 3차원 역산의 효율적인 엔진으로 활용할 수 있다.