• 제목/요약/키워드: Non-linear inversion

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신경망 이론을 이용한 탄성파 주시 토모그래피의 연구 (Seismic Traveltime Tomography using Neural Network)

  • 김태연;윤왕중
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권4호
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    • pp.167-173
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    • 1999
  • 탄성파 토모그래피 중에서 많이 사용되는 2차원 시추공-시추공 주시 토모그래피는 파선각이 제한됨에 따라 분해능이 저하되므로, 본 논문에서는 감소된 분해능을 향상시키기 위한 방법들을 검토해 보았다. 토모그래피 역산 과정은 파선의 위치 및 주시에 대한 오차에 민감하므로 선형 주시 보간법을 사용하여 파선을 추적하였으며, 다른 파선 추적법들에 의한 역산결과와 비교하여 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 반복적 비선형 역산 과정에 있어서, 파선경로의 추적에 소요되는 계산 시간을 줄이기 위해서 일정 계산과정 동안 선형성을 고려하였으며 그 결과 빠른 수렴을 얻을 수 있었다. 일반적으로 역산과정에서는 적절한 초기 모델의 선정이 계산 결과에 많은 영향을 미치므로, 인공 신경망을 이용하여 획득된 주시로부터 초기속도 모델을 계산하였다. 지구물리학에서 인공 신경망법으로 많이 쓰이는 다층 전향 신경망은 내재된 단점들 때문에 좋은 결과를 얻을 수 없었으므로, 본 연구에서는 GRNN신경망을 이용하였다. 인공 신경망으로부터 계산된 초기모델을 역산에 사용함으로써 분해능을 향상시킬 수 있었다. 그러나 파선 투과각이 넓은 경우나 탐사 대상체가 매우 복잡한 구조를 가지는 경우에는 초기모델이 역산결과에 큰 영향을 주지 않았다. 지구물리학적 토모그래피에서는 파선의 투과각이 제한을 받게되는 경우가 많으므로, 이럴 경우 인공 신경망을 이용하여 초기 모델값을 계산함으로써 역산 결과 생성되는 단면도의 분해능을 향상시킬 수 있다.

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스텝방법을 이용한 광대역지진계 센서(STS-2)의 검증 (Calibration of the Broadband Sensor(STS-2) using the Step Method)

  • 류용규;이덕기;이전희;오석훈
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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    • pp.11-18
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    • 2001
  • A close examination of the step calibrations for STS-2 seismometers installed by KMA has been done to deduce the response parameters of those instrument including angular corner frequency, damping factor and coil constant factor. A non-linear least square inversion method has been apple iud to estimate these parameters. The estimated parameters coincide with the manufactory specification with less than 1% error. This method will be extended near- future to deduce the response parameters for SS-1 short period seismometer.

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복소 전기비저항을 이용한 IP 탐사 모델링 및 역산 (IP Modeling and Inversion Using Complex Resistivity)

  • 손정술;김정호;이명종
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권2호
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    • pp.138-146
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    • 2007
  • 이 연구에서 복소 전기비저항을 이용한 2차원 IP 모델링 알고리듬과 이를 이용한 역산 알고리듬을 개발하였다. 복소 전기비저항을 이용한 IP 탐사기법은 크기인 전기비저항과 위상정보를 제공함으로써 지하의 수리지질학적인 특성 및 내부 공극수 종류 등 다양한 정보의 제공이 가능하여 활용성이 확대되고 있다. IP 탐사 모델링 및 역산 알고리듬은 기존의 전기비저항 모델링 및 역산 알고리듬을 복소 연산을 포함하도록 확장함으로써 개발되었다. IP 모델링은 유한요소법을 이용한 2.5차원 모델링 알고리듬을, 역산 알고리듬으로는 평활화 제한을 가한 감쇠 최소자승법을 이용하였다. 모델링의 검증에는 슐럼버저 배열에 대하여 3차원 층서모형에 수치필터링을 이용한 1차원 모델링 결과와 비교하였으며, 쌍극자 배열에 대하여 고립이상체 모형에 3차원 적분방정식 IP 모델링 알고리듬과 비교하여 그 타당성을 확인하였다. 역산의 타당성을 확인하기 위하여 전기비저항 및 위상 중 하나는 배경매질과 동일하고 다른 물성 하나만 차이를 가지는 모델에 대하여 역산 실험을 수행하였으며, 전기비저항 및 위상 이상체를 정확히 영상화하고 있음을 확인하였다. 역산의 실제 복잡한 지질모델에의 적용성을 확인하기 위해, 3차원 층서구조 내에 두 번째 층의 일부에 위상 이상체가 존재하는 모형을 설정하여 수치실험을 수행한 결과 전기비저항 단면에서는 이상체가 잘 확인되지 않으나, 위상 단면에서 그 이상체가 명확히 나타나는 것을 확인하였다.

RMR과 전기비저항의 상관성 해석에 기초하여 지시크리깅을 적용한 최적 암반 분류 기법 고찰 (Investigation of Indicator Kriging for Evaluating Proper Rock Mass Classification based on Electrical Resistivity and RMR Correlation Analysis)

  • 이경주;하희상;고광범;김지수
    • 터널과지하공간
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    • 제19권5호
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    • pp.407-420
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    • 2009
  • 이 연구에서는 시추 조사와 물리탐사 자료와 같은 다양한 지반 정보를 통합하여 최적의 암반 분류 기법을 도출하는데 지시크리깅을 적용하였다. 최적의 지시크리깅 결과를 얻기 위해서는 효과적으로 hard data(시추조사)와 soft data(물리탐사 자료)를 통합하기 위한 알맞은 방법을 모색할 필요가 있다. 이론적인 베리오그램 모델변수를 결정하기 위해 반복적 비선형 역산 방법을 적용하였고 이 알고리즘의 타당성 검증을 위해 목적함수의 분포양상을 검토한 결과 상관거리에 따른 구배는 대단히 작은 특성을 보였다. 현장 적용지역은 지표에서 터널 계획고까지의 심도가 최대 500 m인 대규모 산악터널 예정지이다. 지시크리깅을 이용하여 soft data인 AMT (Audio frequency Magneto-Telluric) 탐사 자료와 hard data인 RMR자료를 하나로 통합하고자 하였다. 결론적으로 터널계획고와 터널 상부 1D 구간에 대한 암반등급도를 작성하여 도시하였다.

성긴 일반 감쇠행렬을 포함하는 구조물에 대한 효율적인 주파수 응답 계산 방법 (An efficient method for computation of receptances of structural systems with sparse, non-proportional damping matrix)

  • 박종혁;홍성욱
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권7호
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    • pp.99-106
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    • 1995
  • Frequency response functions are of great use in dynamic analysis of structural systems. The present paper proposes an efficient method for computation of the frequency rewponse functions of linear structural dynamic models with a sparse, non-proportional damping matrix. An exact condensation procedure is proposed which enables the present method to condense the matrices without resulting in any errors. Also, an iterative scheme is proposed to be able to avoid matrix inversion in computing frequency response matrix. The proposed method is illustrated through a numerical example.

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일차 차분 전력 분석에 안전한 저면적 AES S-Box 역원기 설계 (DPA-Resistant Low-Area Design of AES S-Box Inversion)

  • 김희석;한동국;김태현;홍석희
    • 정보보호학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.21-28
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    • 2009
  • 전력분석 공격이 소개되면서 다양한 대응법들이 제안되었고 그러한 대응법들 중 블록 암호의 경우, 암/복호화 연산, 키 스케줄 연산 도중 중간 값이 전력 측정에 의해 드러나지 않도록 하는 마스킹 기법이 잘 알려져 있다. 블록 암호의 마스킹 기법은 비선형 연산에 대한 비용이 가장 크며, 따라서 AES의 경우 가장 많은 비용이 드는 연산은 S-box의 역원 연산이다. 이로 인해 마스킹 역원 연산에 대한 비용을 단축시키기 위해 다양한 대응법들이 제안되었고, 그 중 Zakeri의 방법은 복합체 위에서 정규 기저를 사용한 가장 효율적인 방법으로 알려져 있다. 본 논문에서는 복합체 위에서의 마스킹 역원 연산 방식을 변형, 중복되는 곱셈을 발견함으로써 기존 Zakeri의 방법보다 총 게이트 수가 10.5% 절감될 수 있는 마스킹 역원 방법을 제안한다.

200 Gbps WDM 시스템에서 Mid-Span Spectral Inversion 기법을 이용한 채널 왜곡의 보상 특성 (Compensation Characteristics of Distorted Channels in 200 Gbps WDM Systems using Mid-Span Spectral Inversion Method)

  • 이성렬
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권8호
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    • pp.845-854
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    • 2003
  • 광섬유의 색 분산과 비선형 효과에 의해 왜곡된 채널 신호를 보상하기 위한 방법으로 고비선형 분산 천이 광섬유의 광 위상 공액기를 이용한 경로 평균 강도 근사 MSSI(Mid-Span Spectral Inversion)를 채택한 채널 전송률 40 Gbps의 5-채널 WDM시스템의 시뮬레이션을 통하여 채널 각각의 MSSI 보상 특성을 다양한 광섬유 분산 계수에 따라 분석해 보았다. 채널별 보상 특성의 분석은 1 dB 기준 눈 열림 패널티, 수신단에서의 비트 에러율 특성, $10^{-9}$ BER에서의 채널 간 파워 패널티 등을 이용했다. 시스템 전송 길이, 광섬유의 분산 계수, 광 위상 공액기 펌프 광 파장, 광 위상 공액기에서의 WDM신호 파장에 따른 공액파 변환 효율 등에 관계하여 광 위상 공액기를 중심으로 한 첫 번째 전송 링크에서의 신호 평균 전력과 두 번째 전송 링크에서의 공액파 평균 전력을 동일하게 만드는 펌프 광 전력을 적절히 선택하면 고비선형 분산 천이 광섬유가 MSSI 보상을 통한 광대역 WDM 시스템을 위한 광 위상 공액기에서의 비선형 매질로 매우 적합하다는 것을 확인할 수 있었다.

이방성을 고려한 탄성매질에서의 시간영역 파형역산 (Time-domain Seismic Waveform Inversion for Anisotropic media)

  • 이호용;민동주;권병두;유해수
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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    • pp.51-56
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    • 2008
  • 등방성 매질에서의 파형역산에 대한 연구는 1980년대부터 꾸준히 이루어져 왔으나 이방성 매질에 대한 연구는 그렇지 못하다. 본 연구에서는 이방성 매질에 대한 시간영역 셀기반 유한 차분 모델링 기법을 이용해 2차원 TI 구조에서의 파형역산 알고리듬을 개발하였다. 반복적인 비선형 역산에서 최대 급경사 방향은 역시간 구조보정의 역전파 방법을 이용하여 간접적으로 계산하였고, 이를 정규화 시키기 위해 슈도-헤시안 행렬을 이용하였다. 본 연구에서 제시된 시간영역 파형역산 기법을 이방성 매질을 포함한 2층 구조와 이방성 Marmousi 모형 자료에 적용하고 이를 등방성 매질만을 고려한 기존의 파형역산 결과와 비교하였다. 본 연구의 결과를 통해 이방성 매질을 등방성 매질로 가정하고 파형역산을 수행할 경우 정확한 영상을 얻을 수 없기 때문에, 실제 탐사 자료의 파형역산을 수행할 경우 이방성 매질을 고려해야 좀 더 정확한 지하 구조를 파악할 수 있음을 확인하였다.

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유전 알고리즘과 No Fit Polygon법을 이용한 임의 형상 부재 최적배치 연구 (A Study on the Irregular Nesting Problem Using Genetic Algorithm and No Fit Polygon Methodology)

  • 유병항;김동준
    • 한국해양공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.77-82
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    • 2004
  • The purpose of this study is to develop a nesting algorithm, using a genetic algorithm to optimize nesting order, and modified No Fit Polygon(NFP) methodology to place parts with the order generated from the previous genetic algorithm. Various genetic algorithm techniques, which have thus far been applied to the Travelling Salesman Problem, were tested. The partially mapped crossover method, the inversion method for mutation, the elitist strategy, and the linear scaling method of fitness value were selected to optimize the nesting order. A modified NFP methodology, with improved searching capability for non-convex polygon, was applied repeatedly to the placement of parts according to the order generated from previous genetic algorithm. Modified NFP, combined with the genetic algorithms that have been proven in TSP, were applied to the nesting problem. For two example cases, the combined nesting algorithm, proposed in this study, shows better results than that from previous studies.

도시경제모형과 교통 -토지이용모형을 결합한 대도시통합모형- (AN INTEGRATED URBAN MODEL : A COMBINATION OF AN URBAN ECONOMIC MODEL AND TRANSPORTATION-LAND USE MODELS)

  • 전명진
    • 대한교통학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.53-63
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    • 1994
  • 도시확산과 지방분권화의 시대적 추세는 도시경제 및 교통-토지이용모형의 구조에 도 영향을 미치고 있다. 첫째, 도시의 공간적 확산과 고밀도화로 인한 도시내 제반 경제.사 회활동이 이전보다는 훨씬 다양해지고 복잡해지고 있다. 둘째, 지방분권화로 인해 대도시내 작은 지역단위별 주민들이 자신의 지역문제에 대한 관심과 요구들이 증가하고 있다. 또한 대부분의 도시계획 및 정책은 대도시내 공간적으로 뿐만 아니라 서로 다른 이익집단에 상이 한 영향을 미치는 것으로 파악되고 있다. 이러한 요인으로 인해 대도시 모형은 1) 도시내 제반활동의 흐름을 체계적으로 분석할 수 있어야 하며, 2) 도시계획 및 정책의 효과를 도시 내 세분화된 공간별, 업종별로 분석할 수 있어야 한다. 본 연구는 Wilson의 모형에 도시내 중요한 경제활동인 통근과 shopping변수를 추가하여 Wilson의 모형이 대도시모형으로 이용 될 때 발생하는 문제를 해결하였다. 또한 모형을 구성함에 있어 Matrix Inversion과 Non-linear Programming Model의 두 가지 방법을 도입하고 그 장단점을 비교하였다. Matrix Inversion의 경우 해 (Solution)을 찾기가 쉬워 실질적이고 승수계산과정에서 각 Round마다 승수의 크기를 알 수 있는 반면 Programming을 통한 모형의 경우 제약식의 도 입이 용이하고 목적함수의 형태를 바꾸는 것이 가능하므로 이론적 기틀을 세우는데 유리한 접근방법으로 분석되었다.

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