• 한국지반공학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.25-34
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• 2020

최근 현장타설말뚝의 네킹 결함을 평가하기 위한 비파괴평가기법으로 전자기파를 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 전자기파의 전파는 주변 매질의 함수비에 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 서로 다른 함수비의 모래 지반에 설치되어 있는 현장타설말뚝에 발생한 네킹 결함을 전자기파를 이용하여 평가할 수 있는 방법을 실내실험을 통해 고찰하고자 한다. 실내실험을 위해 네킹 결함이 있는 직경 600mm, 길이 1m의 모형 말뚝을 제작하였으며, 건조된 모래와 함수비가 10%, 20%, 30%인 모래에 설치된 조건에서 실험을 수행하였다. 전자기파의 전파를 위해 철근망에 전선을 설치하여 전송선로를 구성하였다. 전자기파의 송신과 수신을 위해 time domain reflectometer를 사용하였다. 실험결과, 모형 말뚝의 두부와 선단부뿐만 아니라 네킹 결함부에서도 전자기파의 반사 신호가 뚜렷이 나타났다. 모래의 함수비가 증가할수록 네킹 결함부에서 반사되는 전자기파 신호의 최대 진폭이 감소하였으며, 모형 말뚝 선단에서 반사된 전자기파의 속도는 네킹 결함 내의 모래의 함수비가 증가할수록 감소하였다. 하지만, 전자기파의 도달시간과 속도를 이용하여 산정된 네킹 결함의 위치와 실제 네킹 결함의 위치가 거의 같았다. 본 연구는 전자기파가 모래 지반에 설치된 현장타설말뚝의 네킹 결함을 평가하는데 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권2호
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• pp.71-78
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• 2013

일방향 파동방정식(one-way wave equation)을 이용한 참반사 보정은 거꿀 참반사 보정(reverse time migration)에 비해서는 계산시간의 효율성을 향상시킬 수 있고 파선이론에 기초한 참반사 보정에 비해서는 상대적으로 정확한 영상화를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 이 연구에서는 이러한 일방향 파동방정식을 이용하는 참반사 보정 알고리즘 중 Generalized-Screen (GS) 전파자를 이용하여 이방성 매질 중 횡적등방성(Vertical Transversely Isotropy, VTI) 매질에 적용가능한 겹쌓기 전 심도 참반사 보정(PreStack Depth Migration, PSDM) 모듈을 개발하였다. GS 전파자는 위상막(phase screen) 참반사 보정의 얇은 막(thin slab) 전파자에서 수직느리기항(vertical slowness)의 Taylor 급수 전개 시 고차항을 고려했기 때문에 수평적 속도변화가 크거나 급격한 경사를 지니는 구조에 대해서도 정확한 영상을 얻을 수 있다. 개발된 GS 참반사 보정 모듈을 검증하기 위해서 VTI 매질에 적용되는 전파자(GSVTI propagator)를 고차항의 차수에 따라 분석한 결과 차수가 증가할수록 넓은 각으로 전파하는 파동장의 정확도가 향상되었다. 그리고 수치모형실험을 통해서 이방성 매질에서 얻은 합성탄성파탐사 자료에 본 연구에서 개발된 이방성 GS 참반사 보정과 등방성 GS 참반사 보정을 각각 적용한 결과 이방성 GS 참반사 보정이 급경사나 이방성이 강한 지역에서의 구조에 대해 더욱 정확한 영상을 제공하는 것을 확인할 수 있었다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.129-136
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• 2006

단단한 모래 입자와 연약하고 작은 고무 입자로 이루어진 Engineered Soil의 변형률에 따른 거동을 분석하기 위한 시험을 수행하였다. 파의 전파, $K_{o}$ 재하, 삼축 시험을 이용하여 단단한 입상 재료에서 연약한 입상 재료의 전이 거동을 파악하기 위해 다른 모래부피비를 가진 Engineered Soil을 준비하였다. 미소, 중간 및 대변형 변형계수는 단단한 입자의 부피비에 따라 직선 관계가 아닌 것으로 나타났다. 대신 변형계수들은 모래부피비가 $sf=0.6{\sim}0.8$ 사이의 threshold 값을 초과할 때 급격하게 증가하였다. 이는 단단한 입자들의 침투 네트워크(percolating network)의 형성을 나타낸다. 내부마찰각은 단단한 입자의 부피비가 증가함에 따라 증가한다. 반대로, 첨두 강도에서의 축변형률은 연약한 입자의 함유에 따라 증가하며, 모래부피비가 60% 이하인 Engineered Soil에서는 첨두 강도를 관찰 할 수 없었다. 연약한 입자의 존재는 하중 체인(farce chain)의 형성을 바꾼다. 연약한 입자들이 높은 하중 전달 체인(chain)의 역할을 못할 지라도, 단단한 입자 하중 체인의 뒤틀림 방지의 중요한 역할을 수행한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권9호
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• pp.853-860
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• 2012

홍수 발생 시 모래하천의 수위-유량 관계가 고리형을 이룬다는 것은 많은 현장 계측을 통해 보고되어 왔다. 또한, 홍수파 해석이나 사련에서 사구로 변동되는 하상해석을 통해 고리형 수위-유량 관계의 원인이 규명되어서 고리의 형태나 진행방향 등에 대해서는 이론적으로도 상당부분 입증되어 있다. 그러나 경사가 급한 자갈 및 암반으로 구성된 산지하천의 경우, 현장유량계측의 어려움과 관측 정확도의 문제로 고리형 수위-유량 관계에 대한 연구가 매우 드물었다. 본 논문은 자갈 및 암반지형의 산지하천인 제주도 한천에서 2011년 태풍 무이파 때 계측한 홍수 유량을 바탕으로 수위-유량 관계를 구축하고, 자갈하천에서 형성되는 고리형 수위-유량곡선을 분석하고자 한다. 유량계측 방식으로는 홍수기에 적합한 비접촉식인 전자파 표면유속계를 사용하여, 홍수의 상승기와 하강기의 유량을 시간 단위로 계측하는 데 성공했다. 계측결과 수위-유량관계에서 뚜렷한 고리 형상을 확인할 수 있었다. 그리고 고리의 이력이 모래하천과 정반대로 동일수위에서 상승기의 유량이 하강기의 유량보다 작은, 고리 경로의 역전 현상을 발견하였다. 이러한 역전현상은 자갈하천의 조도의 변화가 모래하천의 경우와 반대로 발생하는 데 기인하는 것으로 추정한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.436-442
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• 2008

최근 VHTR(very high temperature reactor)에 대한 연구에서 흑연이 노심내 구조재, 반사재, 감속재로서 가장 적절한 재료로 인식되고 있다. 운전온도는 약 $900^{\circ}C$로 원자로 내부에 유입되는 소량의 불순물에도 흑연은 산화되기 쉬우며 산화된 흑연은 공극률이 증가하며 구조재료로서 가져야 할 파괴인성이 낮아진다. 본 연구에서는 산화 전후의 흑연에 대하여 초음파특성을 측정하고, 이를 기반으로 흑연에 대한 초음파탐상검사의 유효성을 타진하였다. 흑연의 초음파특성 측정 결과 초음파속도는 탄소강의 약 1/2, 음파 감쇠는 5배 이상, 신호대잡음비는 약 1/3로 측정되었다. 산화 후, 초음파속도는 as-received 상태에 비하여 미소하게 감소되었으나 초음파감쇠는 200% 이상으로 그 차이가 두드러지게 나타났다. 신호대잡음비에 기반하여 POD (probability of detection)을 산출한 결과, 100 mm 미만의 깊이를 가지는 측면공(SDH; side drilled hole)는 산화 전후에 큰 차이를 나타내지 않으므로 해당 깊이를 가지는 결함에 대해서 초음파탐상검사는 비교적 신뢰성 있는 검사를 수행할 수 있다고 판단된다. 상용 자동초음파탐상 장비에서의 테스트 결과 80 mm이하의 깊이에서는 인적오류가 크지 않을 것으로 예상할 수 있었으며, 위상배열 초음파 기법을 통한 검사를 수행한 결과 역시 양호한 신호대잡음비로 측면공들을 모두 검출할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제33권2호
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• pp.87-93
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• 2014

덕트 내 음원 면에서의 음압과 입자 속도분포를 상세히 알 수 있다면, 주된 소음원들의 위치와 강도를 분석하여 전파특성을 잘 이해할 수 있고, 이에 따라 저소음화 설계에 유용한 정보로 활용가능하다. 이를 위한 기존의 방법들은 대개 단면상 위치와 무관한 일정 변수로 나타내는 제한점이 있다. 본 논문에서는 음원의 단면 분포를 높은 공간분해능으로 관찰할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 모드 합성법을 기반으로 감쇠파의 영향과 근접장 측정을 포함하는 행렬식을 유도하였으며, 컴프레션 드라이버에 의해 일부 단면이 가진된 유동이 없는 덕트 시스템에서 검증하였다. 감쇠파모드 개수의 증가에 따라 음압 스펙트럼을 더욱 정확하게 근사화 할 수 있었으며, 26개의 감쇠파 모드를 포함한 수렴 결과로부터 관심 헬름홀쯔 수 영역에서 -25 dB 이하의 오차로 예측할 수 있었다. 수렴된 모드 진폭들을 이용하여 kR = 1에서 음원 면에서의 음원변수 분포를 관찰한 결과, 실제 음원이 설치된 국소 위치에서 높은 음압과 입자 속도 값을 분명히 나타내는 것을 보였다. 또한, 감쇠 모드의 역추산시에 정규화기법을 도입하여, 과결정된 반경방향 모드에 의해 발생된 무의미한 피크들을 효과적으로 제거할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.401-406
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• 2017

유방암 발생률이 해마다 증가하여 그에 따라 유방 종양을 진단하는 검사인 조직검사의 횟수도 같이 증가하고 있다. 조직검사는 침습적 검사로써 환자들의 불안감과 감염, 출혈 등의 부작용이 발생하고 있다. 본 연구에서는 유방 병변 환자를 대상으로 회색조 초음파와 탄성초음파검사 모두 실시한 69명을 대상으로 회색조 초음파는 BI-RADS Category에 따라 분류하고, 탄성초음파검사는 횡파의 전파 속도를 환산하여 나타낸 kPa값을 Color overlay pattern으로 분류하였다. 민감도와 특이도의 합이 가장 높은 최적의 Cut-off value는 54.70 kPa로 나타났다. Color overlay pattern에서 Dark Blue 42명, Light blue ~ Red 27명으로 분류된 결과와 BI-RADS Category 분류 결과인 양성 40명, 악성 29명으로 분류된 결과가 유사하다. 따라서 Color overlay pattern에서 Dark Blue에 분류될 경우에는 양성, Light blue ~ Red에 분류될 경우에는 악성으로 의심할 수 있을 것으로 판단된다. 결론적으로 유방 탄성초음파는 무분별한 유방 조직검사의 횟수를 줄이고 양성종양과 악성종양을 구분하는데 획기적인 역할을 할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.37-46
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• 2024

본 연구에서는 충격반향법(IE)을 활용하여 철근 부식 진전에 따른 콘크리트 손상 상태를 모니터링하였다. 길이 1500 mm, 폭 400 mm, 두께 200 mm를 갖는 세 개의 철근 콘크리트 시험체를 제작하였다. 각 시험체는 보통 포틀랜드 시멘트, 고로 슬래그 미분말, 플라이 애쉬를 혼합한 세 가지 콘크리트 배합을 활용하여 제작하여, 결합재 특성에 따른 손상특성을 관찰하였다. 콘크리트 내 철근 부식은 3% NaCl 용액에서 35일 주기의 습윤 및 건조 포화 과정을 거친 후 0.5 A 전류를 인가하여 가속화되었다. 전류인가 전 습윤-건조반복(철근부식 환경조성 또는 잠재기)단계에서 수집된 초기 IE 데이터는 건조상태가 IE 신호에 미치는 영향이 크기 않음을 보여주었다. 전류를 인가한 후에는 인가 시간 증가에 따라 IE 탁월주파수와 콘크리트 P파속도의 점진적인 감소 특성을 관찰할 수 있었다. 이러한 실험결과는 IE 데이터 모니터링으로 철근 부식으로 인한 콘크리트의 점진적 손상의 주요 특성(내부 손상 개시 및 전파 속도 등)을 포착할 수 있음을 보여준다. 따라서, 철근 부식에 따른 콘크리트의 점진적 손상의 평가 및 예측에 IE 모니터링이 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권4호
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• pp.320-324
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• 2008

화옹(남양만) 방조제 건설에 따른 아산만내 조석의 평균적 변화를 알아보기 위하여 평택 및 안흥의 1993년$\sim$2006년 조석자료중 분석가능한 자료를 조화분석을 통하여 각 분조의 진폭및 지각을 구하여 분석한 결과, 아산만 외해에 위치한 안흥의 반일주조의 진폭은 감소 경향을 보이나, 아산만내 평택의 반일주조의 진폭은 증가하는 현상을 보였으며, 특히 화옹방조제 완공 전후 2002년$\sim$2003년 평택 반일주조의 급격한 증가현상을 보였다. 이는 아산만내의 조석변화가 외해와 무관하게 존재함을 의미하며, 화옹방조제 건설과 관련이 있음을 시사한다. 아산만의 조석변화는 조석 진행방향을 체절한 금강하구언의 경우 또는 'choking effect'를 없앤 영산강 하구언의 반일주조 진폭증가와 달리 만내 방조제 건설로 조석진폭 증가현상이 발생할 수 있음을 시사한다. 완공전에 비하여 완공 후 조석변형 척도 $M_4/M_2$ 비율은 증가하고, $M_2$, $M_4$분조의 지각차는 감소하였다. 따라서, 아산만 조석은 화옹방조제 건설이후 조차의 증가와 창조시간 감소로 인한 창조류 강화로 더 많은 퇴적물의 만내 유입을 유도할 수 있다고 생각된다.