• Geomechanics and Engineering
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• 제13권3호
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• pp.411-429
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• 2017

A Spectral Element Method for 3D seismic wave propagation simulation is derived based on the three-dimensional fluctuating elastic dynamic equation. Considering the 3D real terrain and the attenuation characteristics of the medium, the topographic effect of Wenchuan earthquake is simulated by using the Spectral Element Method (SEM) algorithm and the ASTER DEM model. Results show that the high PGA (peak ground acceleration) region was distributed along the peak and the slope side away from the epicenter in the epicenter area. The overall distribution direction of high PGA and high PGV (peak ground velocity) region is parallel to the direction of the seismogenic fault. In the epicenter of the earthquake, the ground motion is to some extent amplified under the influence of the terrain. The amplification effect of the terrain on PGA is complicated. It does not exactly lead to amplification of PGA at the ridge and the summit or attenuation of PGA in the valley.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권4호
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• pp.443-459
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• 2022

The paper studies the dispersion and attenuation of propagating waves in the "plate+compressible viscous fluid layer" system in the case where the fluid layer flow is restricted with a rigid wall, and in the case where the fluid layer has a free face. The motion of the plate is described by the exact equations of elastodynamics and the flow of the fluid by the linearized Navier-Stokes equations for compressible barotropic Newtonian viscous fluids. Analytical expressions are obtained for the amplitudes of the sought values, and the dispersion equation is derived using the corresponding boundary and compatibility conditions. To find the complex roots of the dispersion equation, an algorithm based on equating the modulus of the dispersion determinant to zero is developed. Numerical results on the dispersion and attenuation curves for various pairs of plate and fluid materials under different fluid layer face conditions are presented and discussed. Corresponding conclusions on the influence of the problem parameters on the dispersion and attenuation curves are made and, in particular, it is established that the change of the free face boundary condition with the impermeability condition can influence the dispersion and attenuation curves not only in the quantitative, but also in the qualitative sense.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제22권1호
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• pp.14-22
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• 2024

This study presents the design of a Wilkinson power divider for three-way output ports (WPD3OP), which incorporates a defected ground structure (DGS). An asymmetric power divider is integrated into the output ports of the conventional Wilkinson power divider (WPD), establishing a three-way output port configuration. The DGS introduces periodic or irregular patterns into the ground plane to suppress unwanted electromagnetic wave propagation, and its incorporation can enhance the performance of the power divider, in terms of the power-division ratio, isolation, and bandwidth, by reducing spurious resonances. The proposed design algorithm for an asymmetric power divider for three-way output ports is analyzed via circuit simulations using High-Frequency Simulation Software (HFSS). The results verify the validity of the proposed method. The analysis of the WPD3OP integrated with DGS certifies the achievement of a center frequency of 2 GHz. This confirmation is supported by schematic ideal design simulation results and measurements encompassing insertion losses, return losses, and isolation.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권10호
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• pp.1423-1430
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• 2003

In this paper, we develop a real time monitoring system to detect third-party damage on natural gas pipeline. When the damage due to third-party incidents causes an immediate rupture, the developed on-line monitoring system can help reducing the sequences of event at once. Moreover, since many third-party incidents cause damage that does not lead to immediate rupture but can grow with time, the developed on-line monitoring system can execute a significant role in reducing many third-party damage incidents. Also, when the damage is given at a point on natural gas pipeline, the acoustic wave is propagated very fast about 421.3 m/s. Therefore, the data processing time should be very short in order to detect precisely the impact position. Generally, the pipeline is laid under ground or sea and the length is very long. So a wireless data communication method is recommendable and the sensing positions are limited by laid circumstance and setting cost of sensors. The calculation and monitoring software is developed by an algorithm using the propagation speed of acoustic wave and data base system based on wireless communication and DSP systems. The developed monitoring system is examined by field testing at Balan pilot plant, KOGAS being done in order to demonstrate its validity through reactive detection of third-party contact with pipelines. Furthermore, the development system was set at the practical pipelines such as an offshore pipeline between two islands Yul-Do and Youngjong-Do, and a land branch of Pyoungtaek, Korea and it has been operating in real time.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.261-269
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• 2004

콘크리트 보의 내력 증강을 위해, 탄소 섬유시트와 유리 섬유시트 등의 보강재를 보의 하부에 접착시킴으로써, 기존 콘크리트 부재를 보강할 수 있다. 이러한 보강법에 대한 다양한 설계 방법 및 적용 기법들이 개발되고 있지만, 보강 후 접착 성능을 포함한 건전도 평가는 아직 실용화되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 콘크리트 보에 부착된 보강재의 박리 여부를 검사하기 위해 전자기파의 모델링 기법을 적용하였고, 이는 박리검사용 실험 장치를 개발하기 위한 토대를 마련하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 3GHz와 5GHz의 가우스 파와 사인 파를 입사파로 사용하여, 박리 두께가 각각 1mm와 3mm 인 콘크리트 시편에 전자파를 보내는 경우를 유한차분 시간영역법(FD-TD method)으로 모델링 하였다. 그 결과, 파형과 중심 주파수에 따라 정확도의 차이는 있었으나 박리의 유무와 위치를 찾아 낼 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권1호
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• pp.20-28
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• 2016

최근 우리나라 도심지에서 도로 일부가 갑자기 함몰되는 현상이 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 의한 피해를 예방하기 위해서는 도로하부의 지하공동의 존재 여부를 조사하는 것이 필요하다. 현재 지표 투과 레이더 탐사(ground-penetrating radar, GPR)가 도심지 도로하부 지하공동을 탐지하기 위한 효과적인 수단으로 인식되고 있다. GPR 탐사방법에 대한 물리적인 과정을 보다 잘 이해하고 지하공동에 대한 효과적인 해석을 위하여 GPR 수치모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 이 연구에서는 엇갈린 격자(staggered-grid)를 이용한 3차원 시간영역 유한차분(finite-difference time-domain, FDTD) 법을 사용한 GPR 모델링 알고리듬을 개발하였다. 개발된 3차원 모델링 알고리듬을 이용하여 간단한 공동모델에 대한 GPR 반응을 검토하여 도심지 도로하부 공동 탐사에서 지하공동 부존 정보를 얻는데 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 대기
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• 제21권2호
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• pp.163-172
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• 2011

Numerical forecasting depends on the initial condition error strongly because numerical model is a chaotic system. To calculate the sensitivity of some forecast aspects to the initial condition in the Korea Meteorological Administration (KMA) Unified Model (UM) which is originated from United Kingdom (UK) Meteorological Office (MO), an algorithm to calculate adjoint sensitivities is developed by modifying the adjoint perturbation forecast model in the KMA UM. Then the new algorithm is used to calculate adjoint sensitivity distributions for typhoon DIANMU (201004). Major initial adjoint sensitivities calculated for the 48 h forecast error are located horizontally in the rear right quadrant relative to the typhoon motion, which is related with the inflow regions of the environmental flow into the typhoon, similar to the sensitive structures in the previous studies. Because of the upward wave energy propagation, the major sensitivities at the initial time located in the low to mid- troposphere propagate upward to the upper troposphere where the maximum of the forecast error is located. The kinetic energy is dominant for both the initial adjoint sensitivity and forecast error of the typhoon DIANMU. The horizontal and vertical energy distributions of the adjoint sensitivity for the typhoon DIANMU are consistent with those for other typhoons using other models, indicating that the tools for calculating the adjoint sensitivity in the KMA UM is credible.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.220-226
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• 2011

탄성파동방정식에서는 변위가 수직 및 수평방향으로 정의된다. 실제 탐사에서는 수직변위와 수평변위를 모두 측정할 수 있기 때문에 이를 이용하여 방향성을 갖는 변위벡터를 구성할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 변위벡터의 크기를 목적함수로 이용하는 주파수 영역 탄성파 파형역산 기법을 제안하고자 한다. 변위벡터 목적함수는 주파수 영역 파형역산 알고리듬에 적용할 경우 기존의 역전파 알고리듬과 동일한 방식으로 역산을 수행할 수 있다. 변위벡터 목적함수를 이용하여 Marmousi 모델과 SEG/EAGE 암염 모델의 합성탄성파 자료를 역산한 결과, 기존의 역산기법에 비해 RMS 오차가 안정적으로 감소하였다. 특히, Marmousi 모델의 밀도와 SEG/EAGE 암염 모델의 암염 하부의 저속도층을 실제 모델에 더 가깝게 구현할 수 있었다. 변위벡터의 크기를 목적함수로 사용할 경우 경사방향이 수치적으로 불안정한 형태로 정의되므로 이를 안정화시키기 위한 추가적인 연구가 필요할 것이다. 또한 본 논문에서 제안한 변위벡터 목적함수를 이용한 파형역산을 수행하기 위해서는 다성분 탐사자료 획득이 필수적이므로 육상탐사에서의 다성분 탐사나 해저면 다성분탐사(OBC, Ocean Bottom Cable) 등의 연구와 병행되어야 할 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.50-60
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• 2018

고출력 응용환경에 적용 가능한 광대역 다층 구조 레이돔을 개발하였다. 이를 위해 다층 레이돔의 전파전파특성을 ABCD 행렬로 표현하였고, Particle swarm 최적화 알고리즘을 상용 수치 모델링 툴로 구현하여 레이돔의 최적화된 층별 두께와 물질상수를 구하였다. 바람, 눈, 얼음 등 외부 기상 환경을 고려한 기계적 특성을 감안하여 레이돔을 재설계하였다. 대형구조물의 제작 제한조건을 고려한 두께를 재산출하여 전력 전달특성을 재분석하였다. 대기 정전파괴 때보다 10 dB 높은 첨두 전기장의 세기 조건에서 상용 해석 툴을 이용하여, 설계된 레이돔의 RF에 대한 대기 정전파괴 특성을 분석하였다. 설계된 다층 레이돔을 제작하여 소신호 및 대신호 시험을 수행하였고, 상용 도구들을 사용한 계산값과 비교하여 목표 성능을 획득하였다.

• 대한교통학회지
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• 제27권3호
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• pp.71-77
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• 2009

유비쿼터스 교통환경이 구현되면 기존 ITS 환경에서는 불가능하였던, 개별차량 위치, 속도 등 미세한 데이터 수집이 가능해 지며, V2V(Vehicle-to-Vehicle), V2I(Vehicle-to-Infra) 양방통신이 가능해 짐에 따라 개별차량 혹은 차량군 단위의 미세 제어가 가능해 진다. 이러한 유비쿼터스 교통 환경의 장점에 입각하여 교통류 안정성을 지표로 하는 연속류 정체예방관리 방안이 선행연구에서 제시된 바 있다. 본 연구에서는 유비쿼터스 교통환경에서 정체예방관리를 실현함에 있어 제기된 쟁점사항들에 대하여, VISSIM 시뮬레이션 실험결과에 입각하여 해답을 제시하였다. 교통류 안정성을 명시적으로 교통류 관리에 적용할 수 있도록, 유비쿼터스 교통환경에서 수집 가능한 차량군 길이와 간격으로 도출하였다. 또한 교통상황에 따라 차별화된 운영관리가 필요하다는 타당성을 도출하고, 교통상황 구분 및 상황별 운영관리 방안을 제시하였다. 마지막으로 이러한 관리를 수행하였을 때 어떠한 잠재적 이익이 있는가를 보여주었다. 본 연구 결과는, 제반 제약조건으로 말미암아 제한적인 시뮬레이션 실험을 통해 도출되었다. 그러나 유비쿼터스 교통환경에서 새로운 개념의 교통관리를 시행하는 데 있어 그 타당성은 보여줄 수 있었다고 판단된다. 향후 보다 포괄적인 현장실험을 통해 제반 결과들이 확정되어야 할 것이다.