• 제목/요약/키워드: Numerical inversion method

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비선형 탄성파 파동장 역산 방법에서 탄성파 변수 세트에 관한 정보의 수치적 연구 (Numerical studies of information about elastic parameter sets in non-linear elastic wavefield inversion schemes)

  • 주정 명남
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권1호
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    • pp.1-18
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    • 2007
  • 비선형 파동장 역산은 지하의 암석과 물성을 결정하는 물리적인 제약을 위한 탄성파 변수들을 평가하는데 강력한 방법이다. 이 논문에서는 현장자료와 2 차원 탄성파 속도 모델로부터 탄성파 속도 변화를 재구성하여 만들어낸 6 가지 탄성파 속도 모드를 제시하였다. 탄성파 반사파 자료의 정보는 종종 단파장과 장파장 성분으로 나뉘어진다. 지역검색 방법은 만약 초기모델이 실제 모델로부터 동떨어지면 장파장의 속도 변화를 측정하는데 어렵다. 그러면 송신주파수들은 낮은 대역에서 더 높은 대역들로 모델의 탄성파 변수들을 측정하기 위해 변환된다 (frequency-cascade scheme) 탄성파 변수들은 P 파와 S 파 속도가 섬도에 따라 선형으로 변화는 초기 모델 가정하에 각 역산단계에서 (simultaneous mode) 계산된다. P 파와 S 파 속도 $('V_P\;V_S\;mode')$, P 파 임피던스와 포와송 비 $('I_P\;Poisson\;mode')$, P 파와 S 파 임피던스 $('I_P\;I_S\;mode')$와 같은 세가지 모드들이 탄성파 변수들의 역산을 위해 얻어진다. 각 탄성파 역산 단계에서 밀도값들은 세가지 가정하에 개선(update)된다. 탄성파 모델을 위한 각 변수 세트들에서 역산의 정확도를 평가한 결과 $V_P\;V_S$ 모드와 $I_P$ Poisson 모드 사이에 별다른 역산 차이는 없었다. $I_P\;I_S$ 모드들에 대해서도 같은 결론이 예상된다. 이러한 결과들은 전 파장에 걸친 탄성파 파동장 역산의 견고한 기초를 제공한다.

전기비저항 주시 토모그래피 탐사자료 복합역산 기초 연구 (Joint Inversion of DC Resistivity and Travel Time Tomography Data: Preliminary Results)

  • 김정호;이명종;조창수;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권4호
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    • pp.314-321
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    • 2007
  • 최근에 들어서 물성이 서로 다른 두 종류의 탐사자료의 복합역산에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이는 복합역산에 의하여 훨씬 더 정확한 지하구조 영상을 계산할 수 있을 뿐만 아니라 물리탐사 변수가 아닌 다른 물성 분포의 유도가 물리탐사로서 가능해지기 때문이다. 이 연구에서는 (1) cross-gradient로 정의되는 두 지하구조의 유사성의 최대화, (2) 두 물성간의 상관관계의 최대화, (3) 지하 물성 분포에 대한 선험적 정보의 3 종류 제한을 채택한 탄성파 굴절법 주시 토모그래피와 전기비저항 탐사 자료의 복합역산법을 개발하였다. 지표 전기비저항과 탄성파 굴절법 탐사의 수치실험을 통하여, 제안한 복합역산법의 효용성과 각종 제한조건의 효과를 분석하였다. 특히 제한조건을 적절히 이용할 경우, 탄성파 탐사의 저속도층에 의한 숨은 층 문제를 복합탐사 및 역산으로 해결할 수 있음을 알 수 있었다.

역 사상법에 의한 시간영역 유도분극 자료의 역산 (Inversion of Time-domain Induced Polarization Data by Inverse Mapping)

  • 조인기;김연정
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제24권4호
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    • pp.149-157
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    • 2021
  • 유도분극 탐사와 전기비저항 탐사는 자료획득이 유사하며, 대부분의 전기비저항 탐사 시스템에는 시간영역 유도분극 탐사 기능이 함께 탑재되어 있다. 또한 시간영역 유도분극 탐사 자료에는 전기비저항 자료가 내포되어 있다. 따라서 유도분극 탐사와 전기비저항 탐사와는 불가분의 관계가 있으며, 유도분극 자료의 역산도 전기비저항 탐사 자료의 역산에 근거한 2단계 역산법이 적용되고 있다. 그러나 유도분극 탐사는 효과적인 해석법의 부재로 인하여 전기비저항 탐사에 비하여 널리 적용되지 못하고 있다. 이 연구에서는 수치 모델링 및 역산실험을 통하여 시간영역 유도분극 자료의 역산해석에 사용되는 역 사상법의 문제점을 분석하였다. 또한 역 사상법 적용시 문제가 되는 역산잡음을 효과적으로 억제할 수 있는 수정된 역 사상법을 제시하였다. 마지막으로 수치자료에 대한 역산실험을 통하여 개발된 역 사상법의 효과를 검증하였다.

퇴적층들의 전단파 속도 평가를 위한 수신함수와 표면파 위상 속도의 통합 역산 (Joint inversion of receiver function and surface-wave phase velocity for estimation of shear-wave velocity of sedimentary layers)

  • ;산중호명
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제9권1호
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    • pp.93-101
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    • 2006
  • 이 연구에서는 유전자 알고리듬을 이용하여 수진기 함수와 표면파 위상 속도로부터 심부 퇴적층의 전단파 속도 구조를 결정하는 복합역산 방법을 제시하였다. 합성 탄성파 자료를 이용한 수치모형실험은 제시된 방법이 단지 수진기 함수만을 역산했을 때 발생하는 전단파 속도와 층 두께 사이의 trade-off와, 표면파 위상 속도만을 역산했을 때 심부구조에서의 불확실성을 피할 수 있음을 보여주고 있다 이 방법은 진앙거리 100km의 지진기록으로부터 얻은 수진기 함수들과 일본 Kanto 평원의 상시진동 배열 탐사로부터 얻은 레일리파의 위상속도에 적용되었으며, 추정된 심부구조는 선행된 굴절법 탐사 결과 및 심부 시추공 자료와 잘 일치하였다.

APPLICATION OF INVERSE DUNAMICS FOR HYBRID TRANSLATIONAL POSITION/FORCE CONTROL OF A FLEXIBLE ROBOT ARM

  • Sasaki, Minoru;Inooka, Hikaru
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1989년도 한국자동제어학술회의논문집; Seoul, Korea; 27-28 Oct. 1989
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    • pp.595-599
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    • 1989
  • A new simple method for controlling compliant motions of a flexible robot arm is presented. The method aims at controlling translational tip motion, force and moment by directly computing the base motion or torque. A numerical inversion of Laplace transform is used to obtain the results in the time domain. The results show the effectiveness of the method for the hybrid translational position/force control of a flexible robot arm.

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음향 역산법을 이용한 기포의 크기 분포 추정 연구 (A study on the estimation of bubble size distribution using an acoustic inversion method)

  • 박철수;정소원;김건도;문일성;임근태
    • 한국음향학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.151-162
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    • 2020
  • 본 논문에서는 음향 역산법을 이용한 기포의 크기 분포 추정 기법을 제시하였다. 제 1종 Fredholm 적분방정식으로 표현된 감쇠계수의 추정오차를 목적함수로 정의하였고, 최적해를 구하기 위해 Levenberg-Marquardt(LM)기법을 적용하였다. 두 가지의 기포 분포에 대한 수치 시뮬레이션을 통해 제안된 역산 기법의 유용성을 검증하였다. 세 종류의 기포발생기를 이용하여 사각 수조(1.0 m × 0.54 m × 0.6 m)에서 기포 실험을 수행하였다. 고속카메라 촬영을 통해 기포의 분포 이미지를 획득하였고, 음원과 수중청음기를 이용하여 기포층의 주파수별 삽입손실(insertion loss)을 계측하였다. 촬영된 이미지는 후처리를 통해 기포 발생기별 기포 분포 특성을 파악하는데 활용하였고, 계측된 삽입손실에 역산 기법을 적용하여 기포의 크기 분포를 추정하였다. 음향 역산결과로부터 기포의 크기가 작아짐에 따라 기포 개수는 지수적으로 증가하며, 70 ㎛ ~ 120 ㎛의 국부 피크를 지난 후 다시 증가하는 경향성을 확인하였다.

개선된 유전 알고리즘을 이용한 새로운 전력조류계산 (New Power Flow Calculation Using Improved Genetic Algorithm)

  • 채명석;이태형;신중린;임한석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 전문대학교육위원 P
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    • pp.43-51
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    • 1999
  • The power flow calculations(PFc) are the most important and powerful tools in power systems engineering. The conventional power flow problem is solved generally with numerical methods such as Newton-Raphson(NR). The conventional numerical method generally have some convergency problem, which is sensitive to initial value, and numerical stability problem concerned with jacobian matrix inversion. This paper presents a new PFc algorithm based on the improved genetic algorithm (IGA) which can overcome the disadvantages mentioned above. The parameters of GA, with dynamical hierarchy of the coding system, are improved to make GA a practical algorithm in the problem of real system. Some case studies with test bus system also present to show the performance of proposed algorithm. The results of proposed algorithm are compared with the results of PFc obtained using a conventional NR method.

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Evaluation of energy response of space steel frames subjected to seismic loads

  • Ozakgul, Kadir
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제54권4호
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    • pp.809-827
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    • 2015
  • In this paper, seismic energy response of inelastic steel structures under earthquake excitations is investigated. For this purpose, a numerical procedure based on nonlinear dynamic analysis is developed by considering material, geometric and connection nonlinearities. Material nonlinearity is modeled by the inversion of Ramberg-Osgood equation. Nonlinearity caused by the interaction between the axial force and bending moment is also defined considering stability functions, while the geometric nonlinearity caused by axial forces is described using geometric stiffness matrix. Cyclic behaviour of steel connections is taken into account by employing independent hardening model. Dynamic equation of motion is solved by Newmark's constant acceleration method in the time history domain. Energy response analysis of space frames is performed by using this proposed numerical method. Finally, for the first time, the distribution of the different energy types versus time at the duration of the earthquake ground motion is obtained where in addition error analysis for the numerical solutions is carried out and plotted depending on the relative error calculated as a function of energy balance versus time.

A functionally graded magneto-thermoelastic half space with memory-dependent derivatives heat transfer

  • Ezzat, Magdy A.;El-Bary, Alaa A.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제25권2호
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    • pp.177-186
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    • 2017
  • In this work, the model of magneto-thermoelasticity based on memory-dependent derivative (MDD) is applied to a one-dimensional thermal shock problem for a functionally graded half-space whose surface is assumed to be traction free and subjected to an arbitrary thermal loading. The $Lam{\acute{e}}^{\prime}s$ modulii are taken as functions of the vertical distance from the surface of thermoelastic perfect conducting medium in the presence of a uniform magnetic field. Laplace transform and the perturbation techniques are used to derive the solution in the Laplace transform domain. A numerical method is employed for the inversion of the Laplace transforms. The effects of the time-delay on the temperature, stress and displacement distribution for different linear forms of Kernel functions are discussed. Numerical results are represented graphically and discussed.

파동방정식 수치해의 일관성에 관한 연구 (A Study on Consistency of Numerical Solutions for Wave Equation)

  • 편석준;박윤희
    • 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.