• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.639-648
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• 1999

레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더법을 이용하는데 영향을 주는 요인들을 연구하고, 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링 하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 4개의 시편과 두께는 100㎜로 동일하고 피복두께가 다른 3개의 시편을 3차원으로 모델링 하였다. 두께 측정 모델링 결과에서는 계산영역의 셀간격과 입사파의 파장/콘크리트 시편의 두께값이 모델링의 정확성에 미치는 영향을 알 수 있었다. 철근이 있는 시편의 모델링에서는 0.08%∼0.5%의 오차로 철근의 위치를 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권3호
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• pp.150-161
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• 2018

최근의 정보통신기술 발전에 기반한 무인 항공 전자탐사는 효율적인 광역 탐사가 가능하다는 장점으로 인해 다양한 활용이 시도되고 있다. 이 연구에서는 무인 항공 전자탐사의 실제 적용을 위한 이론 연구의 일환으로 한국지질자원연구원에서 개발된 무인 비행선 전자탐사 시스템에 대한 고찰을 수행하였다. 이 시스템은 기존의 항공 전자탐사 시스템들과는 다른 송수신루프의 배치로 인해 측정되는 자기장을 해석하기 위한 새로운 기술이 필요하다. 따라서, 임의의 모양을 갖는 송신원에 의한 전자기장 반응을 계산할 수 있는 방법을 제안하였으며 원형루프에 의한 이론해와의 비교 검증을 통해 그 타당성을 확인하였다. 또한, 3차원적으로 분포한 지하의 전도성 이상체에 의한 자기장 반응을 모사하기 위하여 변유한요소법 기반의 3차원 주파수영역 전자탐사 모델링 알고리듬과 결합하였다. 개발된 알고리듬을 바탕으로 지하 이상체에 의한 자기장 반응분석을 수행한 결과, 기존 항공 전자탐사 시스템들과 마찬가지로 탐사고도가 높아지거나 이상체의 심도가 깊어짐에 따라 이상체에 의한 반응이 줄어듦을 알 수 있었고 이상체의 전기비저항이 증가함에 따라서도 반응이 작아지는 것을 확인하였다. 그러나, 이상체의 심도 및 전기전도도와 사용 주파수에 따라 이상성분의 반응양상이 비선형적인 경향을 나타내는 구간이 존재하여, 자료해석 시 반응의 크기를 통한 단순 해석이 어려워지며 겉보기 비저항 계산 시에도 해의 비유일성을 야기시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 실제로 시스템을 활용하여 탐사를 수행할 시, 탐사목적 및 현장 조건을 고려한 사전 모델링을 통해 적합한 주파수 대역 및 탐사고도를 설정하여 탐사를 수행하는 것이 선행되어야 한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권3호
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• pp.40-46
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• 2008

원격탐사 영상과 고도자료를 사용하여 지구환경을 3차원으로 시각화할 수 있는데, 이것은 지구과학분야에서 정보를 3차원 공간에서 탐색하고 분석하는 새로운 패러다임을 제공해준다. 지구환경을 보다 현실감 있게 시각화하고 이를 통해 공간적 특징이나 객체 지형들 간의 관계를 분석할 수 있도록 하려면 3D 공간 표현의 지원이 필요하다. 이를 위해서는 다양한 2D, 3D 공간자료와 관련 벡터 자료가 통합되어야 하고, 또한 지질이나 지표 객체들 간의 상대적 위치와 위상학적 관계가 통합되어 함께 다루어져야 한다. 이러한 이유로 지구과학 및 지구환경 문제의 3차원 시각화에서는 3차원 모델링과 위상 분석, 데이터베이스가 함께 고려되어야 한다. 본 논문에서는 지구과학 및 지구환경 분야에서 3차원적 특성을 포함한 동적모형 개발과 시뮬레이션 환경 기반을 제공하도록 원격탐사 자료를 이용하여 시각화하는 방법과 자료추출 및 관리, 3차원 가상공간에서 동적 모형화를 활용하는 방법론에 관하여 연구되었다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.124-131
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• 2005

한반도의 심부 전기구조를 조사하기 위해서 극심부 전자탐사 중 하나인 지자기 수직탐사(GDS; Geomagnetic Depth Sounding)를 수행하였다. 본 연구에서는 한반도 동남부에서 추가적으로 획득된 5개의 GDS 탐사 자료와 기존의 12개 측점의 탐사 자료를 통합하여 해석하였다. 또한 한반도 및 주변 해양의 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 3차원 MT 모델링이 수행되었다. 관측된 실수 유도 지시자는 주변 해양의 영향만으로 설명되지 않았으며, 이 차이를 설명할 수 있는 2개의 전도성 구조를 제시하였다. 첫 번째는 Quiling-Dabie-sulu 대륙 충돌대의 연장성이라 생각되는 임진강 벨트이며, YIN과 ICHN에서 그 영향을 명확히 확인할 수 있었다. 두 번째는 한반도 남해안과 큐슈 섬 사이에 존재할 것으로 추정되는 맨틀 용승에 의한 고전도성층(HCL; Highly Conductive Layer)로서, 주로 한반도 동남부에 위치하는 KZU, KMT101, 107에서 그 존재를 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.232-240
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• 2015

자연 전자기장을 이용하여 지하 매질의 전기적 구조를 규명하는 자기지전류(magnetotelluric; MT) 탐사의 정확한 해석을 위해서는 특정 전기적 구조에 대한 정확한 수치적 반응을 구할 수 있는 3차원 모델링이 필수적이다. 특히, 매질내에 전기적 이방성이 있을 때는 MT 반응이 달라지므로 전기적 이방성의 영향을 고려한 MT 탐사 모델링이 필요하다. 특히, MT 탐사기법을 이용한 지열저류층의 모니터링과 같이 MT 반응의 작은 변화를 분석해야 하는 시간경과 자료의 해석의 경우, 대상 지역에 이방성이 존재할 경우 이를 고려할 수 있는 정확한 모델링이 필수적이다. 이 연구에서는 기존의 등방성만을 고려하던 유한차분법 MT 모델링 알고리듬을 수직 혹은 수평 횡등방성 이방성을 고려할 수 있도록 개선하였다. 개발한 알고리듬을 박리층 모델을 이용하여 검증한 후, 수직횡등방성 이방성이 MT 반응에 미치는 영향에 대해서 분석하였다. 향후에는 수평 횡등방성 이방성이 MT 반응에 미치는 영향에 대해서도 분석하고자 하며, 알고리듬을 더욱 발전시켜 경사 횡등방성 이방성까지 고려할 수 있도록 발전시키고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권2호
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• pp.48-52
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• 2000

저주파수 전자탐사 관로 탐지기 개발 및 현장 운용시의 지침을 마련하기 위해 3차원 유한요소법을 이용해서 수평 자기 쌍극자 송신원에 의한 도전성 지하 매설 관로의 전자기 반응을 계산하고 그 특성을 분석하였다. 단일 관로의 전자기 반응은 수평 자기장 및 수직 자기장의 수평 차분치 모두 관로 직상부에서 최대값을 나타낸다. 반응 곡선에서 최대값의 1/2이 되는 위치의 폭은 수평 자기장의 경우 수직 자기장의 수평 차분치보다 2배 정도 넓으며, 이는 수직 자기장의 수평 차분치가 관로 위치 분해능이 높은 것을 의미한다. 그리고 관로의 심도 계산식이 관로의 직상부에서만 정의되기 때문에 분해능이 높은 수직 자기장의 수평 차분치를 측정하는 것이 관로 심도 결정시 유리할 것이다. 서로 2 m 떨어진 이중 관로의 전자기 반응은 수직 자기장의 수평 차분의 경우 송신기 하부 및 인접 관로의 상부 모두에서 반응 곡선의 피크가 보인다. 이에 반해 수평 자기장의 경우는 인접 관로에 의한 자기장은 송신기 하부 관로에 의한 자기장에 의해 상쇄되어 송신기 하부 관로에 의한 피크만 나온다. 이로 미루어 볼 때 지하에 다수의 관로가 인접하여 매설되어 있는 상황에서는 수직 자기장의 수평 차분을 측정함으로써 다수 관로의 탐지도 가능할 것으로 보인다. 그리고 반응 곡선의 폭을 비교할 때, 단일 관로에서와 마찬가지로 분해능은 수직 자기장의 수평 차분치를 측정하는 것이 수평 자기장을 측정하는 것에 비해 뛰어난 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권2호
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• pp.164-175
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• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권4호
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• pp.180-193
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• 2021

복소 전기비저항 탐사기법은 진동수 영역에서 전기비저항과 위상을 측정하여 지하 매질의 다양한 특성정보를 획득할 수 있는 탐사기법으로 최근 그 활용성이 증가하고 있다. 이 논문에서는 복소 전기비저항 탐사기법의 활용성을 높이기 위하여 획득한 자료에 대한 3차원 역산 알고리듬을 개발하였다. 이를 위한 모델링에는 전자기 커플링 효과를 무시하는 경우에 적용할 수 있는 포아송 방정식을 적용하였으며, 역산에는 기존의 평활화된 역산법을 복소수로 확장하는 방법으로 알고리듬을 개발하였다. 역산의 안정성 및 현장자료의 적용성을 높이기 위하여 라그랑지 곱수를 역산 과정에서 오차 벡터와 모델 증분 벡터의 크기에 따라 자동적으로 조정되도록 하는 기법을 도입하였다. 또한, 잡음이 많이 포함된 위상자료로 인한 자료의 손실을 보완하기 위하여 역산반복 단계에서 초반부는 전기비저항 자료만을, 후반부는 전기비저항 자료와 위상 자료를 모두 역산하는 두 단계로 구성된 역산기법을 제시하였다. 수치 모형실험에 대한 역산 시험결과 안정적인 역산 결과를 얻을 수 있었으며, 개발된 3차원 역산 알고리듬을 국내 천열수 광산 인근에서 수행한 복소 전기비저항 탐사자료 해석에 적용하여 그 타당성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권2호
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• pp.86-95
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• 1999

이 연구에서는 적분방정식의 근사해를 이용한 3차원 모델링 알고리듬을 구성하고 그 효율성을 분석하였다. 전기장 적분방정식에 확장 Born 근사(extended Born approximation)를 적용시켜 알고리듬을 구성하였으며 모델링의 계산 속도를 향상시키기 위하여 Green 텐서 적분을 공간 주파수 영역에서 수행하였다. 이 방법은 연속 함수로 표현되는 전기전도도를 갖는 이상체에 대한 모델 계산을 가능하게 하고, Green 텐서 적분시 발생하는 특이치 문제가 발생하지 않는 장점이 있다 얇은 전도체에 대한 모델링 계산 결과를 적분방정식의 해와 비교하여 알고리듬의 타당성을 검증하였다. 전기전도도 물성차, 사용 송신원의 주파수에 따른 개발된 알고리듬의 분석을 통하여 물성차 1:16 정도, 사용주파수는 100 Hz-100 kHz까지 정확한 결과를 얻었다. 그러나, 확장 Born 근사는 송신원과 모델의 상대적인 위치에 따라 오차를 나타내었다. 한편, 연속적인 전기전도도 함수를 갖는 모델에 대한 이 알고리듬의 적용성를 알아보기 위하여 서로 다른 전기전도도를 갖는 두 이상체가 접합한 모델에 대하여 적분방정식의 해와 비교하였으며 양호한 결과를 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제39권4호
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• pp.473-483
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• 2006

비록 2차 세계대전 이전에 자연전위가 관측되었다는 기록도 있기는 하지만, 한국에서 대전 이후 서서히 발전하던 전기탐사가 본격적으로 보급된 것은 1980년대 이후의 일이다. 다른 선진국과 달리 한국의 경우 전기비저항법을 환경문제보다 토목 건설 문제에 상대적으로 더 많이 적용하고 있다. 다른 모든 기술분야와 마찬가지로 반도체산업의 발전은 자료 수집과 잡음 감쇄처리에서 혁신을 가져왔으며, 지난 25년 동안 전기비저항 자료의 수집, 처리 및 해석에 있어서 두드러진 발전이 있었다. 평활화제약 모델에 의한 2차원 전기비저항 역산의 개발은 지난 40년 동안 물리탐사 자료해석에서 가장 현저한 변화 중 하나이며, 지금은 겉보기비저항 자료에 일반적으로 적용되고 있다. 전기비저항 분포를 가단면도가 아니라 단면도로 나타낼 수 있게 된 것은 자료해석에 혁신을 가져왔다. 일반적인 전자기 문제에서는 감도 계산을 위해 대단히 많은 전진 모델링을 필요로 하지만, 전기비저항법에서는 전류원과 수신점이 같은 위치를 차지하기 때문에 계산효율이 높아서 이전에는 처리하기 어려웠던 3차원 역산도 이제는 가능해졌다.