• 비파괴검사학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-8
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• 2016

Single crystalline silicon wafers having (100), (110), and (111) directions are employed as specimens for obtaining slowness profiles. Leaky Lamb waves (LLW) from immersed wafers were detected by varying the incident angles of the specimens and rotating the specimens. From an analysis of LLW signals for different propagation directions and phase velocities of each specimen, slowness profiles were obtained, which showed a unique symmetry with different symmetric axes. Slowness profiles were compared with elastic moduli of each wafer. They showed the same symmetries as crystal structures. In addition, slowness profiles showed expected patterns and values that can be inferred from elastic moduli. This implies that slowness profiles can be used to examine crystal structures of anisotropic solids.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.57-62
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• 2008

탄성파 수치 모형 계산에 있어서 널리 사용되는 엇갈린 격자 방법이 아니라 회전된 엇갈린 격자 방법을 사용하여 탄성파 수치 모사를 수행하였다. 표준 엇갈린 격자 방법에서는 자유 경계조건을 적용하여야 하는 단점이 있지만 회전된 격자 방법에서는 자유 경계조건을 적용할 필요 없이 물성을 부여함으로써 해결될 수 있다. 파동전파에 있어서 유한 경계 조건에서 발생하는 인공 반사파를 제거하기 위하여 최근에 뛰어난 성능을 보이는 PML(Perfectly Matched Layer)법이 많이 적용되고 있다. 이 연구에서는 PML보다 성능이 뛰어나기도 하지만 차분에 있어 파동식을 분리할 필요가 없는 CPML(Convolutional Perfectly Matched Layer)법을 회전된 엇갈린 격자법(RSG : Rotatged Staggered Grid)에 적용하고자 하였다. Cerjan법의 감쇠법과 비교한 결과 매우 효과적으로 인공 반사파를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

• Coupled systems mechanics
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• 제12권4호
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• pp.337-364
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• 2023

The Rayleigh wave propagation is considered in the structure of the functionally graded piezoelectric material (FGPM) layer over the elastic substrate. The elastic substrate loosely bonds the layer through a corrugated interface, whereas its upper boundary is also corrugated but stress-free. Additionally, the solutions for the FGPM layer and substrate are derived using the fundamental variable separable approach to convert the partial differential equation to an ordinary differential equation. The results with boundary conditions lead to dispersion relations for the electrically open and electrically short cases in the determinant form. The outcomes have been numerically analyzed using a specific model. The findings were presented in the form of graphs, which were created using Mathematica 7. Graphs are plotted for variations in wavenumber and phase velocity. The outcomes may help measure interface defects and design Surface Acoustic Wave (SAW) devices.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권7호
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• pp.1847-1853
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• 2000

A computer simulation technique for 2-dimensional laser generated ultrasonic waves was developed for visualization and investigation of ultrasonic propagation in solids. The technique is similar to a finite difference method (FDM) and a mass-particle model method, but uses a new nodal calculation method based on fundamental consideration of an elastic wave equation. By this method, the propagation behavior oflaser generated ultrasonic wave in thermoelastic and ablation mode is visualized and shows good agreement with previous experimental result or the numerical analysis result by Green function.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권12호
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• pp.2328-2339
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• 1992

본 연구에서는 일방향(unidirectional)으로 섬유가 강화된 복합재료를 다루게 되는데, 섬유는 직경이 모두 같고, 길이가 무한이며, 서로 평행하게 정렬되엉 불규칙 하게 분포된 원형실린더로 가정한다. 먼저, 임의의 한 기준 산란체에 의한 압축파 및 SV파의 산란을 수식화하고, 기준 산란체에 대한 나머지 산란체들이 존재할 확률을 이용하여 산란계수의 통계적 기대값을 구함으로써 그 매질내에 존재하는 파동의 전파 특성을 지배하는 분산 관계식의 해를 수치적으로 구함으로써 매질의 평균전파속도, 유 효 동탄성계수 및 감쇠계수를 주파수와 체적비의 함수로 구한다. 또 구하여진 동탄 성계수의 저주파 극한값과 정적하중상태에서 구한 Hashin-Rosen의 값들과 비교하여 봄 으로써 본 연구의 타당성을 입증한다.

• Coupled systems mechanics
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• 제12권1호
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• pp.41-68
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• 2023

The present work is concerned with the study of the influence of inhomogeneous initial stresses in a hollow cylinder containing a compressible inviscid fluid on the propagation of axisymmetric longitudinal waves propagating in this cylinder. The study is carried out using the so-called three-dimensional linearized theory of elastic waves in bodies with initial stresses to describe the motion of the cylinder and using the linearized Euler equations to describe the flow of the compressible inviscid fluid. It is assumed that the inhomogeneous initial stresses in the cylinder are caused by the internal pressure of the fluid. To solve the corresponding eigenvalue problem, the discrete-analytic solution method is applied and the corresponding dispersion equation is obtained, which is solved numerically, after which the corresponding dispersion curves are constructed and analyzed. To obtain these dispersion curves, parameters characterizing the magnitude of the internal pressure, the ratio of the sound velocities in the cylinder material and in the fluid, and the ratio of the material densities of the fluid and the cylinder are introduced. Based on these parameters, the influence of the inhomogeneous initial stresses in the cylinder on the dispersion of the above-mentioned waves in the considered hydro-elastic system is investigated. Moreover, based on these results, appropriate conclusions about this influence are drawn. In particular, it is found that the character of the influence depends on the wavelength. Accordingly, the inhomogeneous initial stresses before (after) a certain value of the wavelength lead to a decrease (increase) of the wave propagation velocity in the zeroth and first modes.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.235-244
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• 2016

해저터널 시공 중 단층, 파쇄대 및 미고결층 등의 취약한 지반조건에서 일어나는 문제점을 극복하기 위해 시공 중 그라우팅을 진행한다. 암반에서 그라우팅은 주로 불연속면을 따라 주입되므로 절리의 분포, 거칠기 또는 폭과 같은 절리 인자들이 그라우팅 보강암반의 물성에 지대한 영향을 미친다. 해저터널 주변의 그라우팅 보강암반은 해저환경에서 정수압을 다 부담하여 장기적인 열화와 미세구조변화 및 균열 등이 발생하며 암반물성이 시간에 따라 변하므로 그라우팅으로 인한 해저터널 주변암반의 장기적인 거동평가가 요구된다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 다양한 축 응력, 양생기간 및 절리조건에서 그라우팅 보강암반의 탄성파 전달특성을 분석하였고 국내에서 사용되는 다양한 암반분류법들의 탄성파 기준을 고려하여 그라우팅 보강암반의 보강정도를 탄성파 속도로 추론하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.98-104
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• 2011

탐사 지구물리학에서 수치 모사는 지하매질에서의 탄성파 전파 현상을 이해하는데 중요한 통찰력을 제공한다. 탄성파 모사는 음향파 근사에 의한 수치 모사보다 계산시간이 많이 소요되지만 전단응력 성분을 포함하여 보다 현실적인 파동의 모사를 가능하게 한다. 그러므로 탄성파 모사는 탄성체의 반응을 탐사하는데 적합하다고 할 수 있다. 계산 시간이 길다는 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 그래픽 프로세서(GPU)를 이용하여 탄성파 수치 모사 시간을 단축하고자 하였다. GPU는 많은 수의 프로세서와 광대역 메모리를 갖고 있기 때문에 병렬화된 계산 아카텍쳐에서 사용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 사용한 GPU 하드웨어는 NVIDIA Tesla C1060으로 240개의 프로세서로 구성되어 있으며 102 GB/s의 메모리 대역폭을 갖고 있다. NVIDIA에서 개발된 병렬계산 아카텍쳐인 CUDA를 사용할 수 있음에도 불구하고 계산효율을 상당히 향상시키기 위해서는 GPU 장치의 여러 가지 다양한 메모리의 사용과 계산 순서를 최적화해야만 한다. 본 연구에서는 GPU 시스템에서 시간영역 유한차분법을 이용하여 2차원과 3차원 탄성과 전파를 수치 모사하였다. 파동전파 모사에 가장 널리 사용되는 유한차분법 중의 하나인 엇갈린 격자기법을 채택하였다. 엇갈린 격자법은 지구물리학 분야에서 수치 모델링을 위해 사용하기에 충분한 정확도를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 제안한 모델링기법은 자료 접근 시간을 단축하기 위해 GPU 장치를 메모리 사용을 최적화하여 가능한 더 빠른 메모리를 사용한다. 이점이 GPU를 이용한 계산의 핵심 요소이다. 하나의 GPU 장치를 사용하고 메모리 사용을 최적화함으로써 단일 CPU를 이용할 경우보다 2차원 모사에서는 14배 이상, 3차원에서는 6배 이상 계산시간을 단축할 수 있었다. 세 개의 GPU를 사용한 경우에는 3차원 모사에서 계산효율을 10배 향상시킬 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.181-186
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• 2006

본 논문에서는 지진파 역행 전파를 이용하여 지진원을 영상화 하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 시간 역행 전파는 파동 방정식의 시간 반전의 불변성과 상반정리로 설명할 수 있으며 파동의 시간 역행 전파는 의학적인 목적을 비롯한 비파괴 검사, 그리고 탄성파 파형 역산에 사용되어 매질을 영상화 하는데 활용되고 있다. 지진 관측소에서 관측된 지진파형은 지진원으로부터 방출된 에너지를 기록한 것이다. 이를 시간의 역순으로 매질로 전파시키면, 지진으로부터 전파되었던 에너지가 진원시각의 지진원 위치에 집중하게 되어 지진원을 영상화 시키는 원리이다. 본 연구에서는 3차원 지진파 전파의 수치 모의를 위해 엇갈린 격자 유한 차분법과 병렬 처리 기법을 이용하여 탄성 매질에서의 파동방정식의 해를 구하였다. 수치모의 결과로부터 지진파 역행 전파를 이용해 지진의 시공간적 발생양상을 살펴볼 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.148-154
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• 2006

소규모 천부 불균질대가 레일리파의 전파 및 분산특성에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 반무한 균질 매질과 2층 층서구조상의 소규모 천부 불균질대를 상정하고 이 불균질대의 심도, 규모 등을 변화시키면서 레일리파의 전파양상과 분산특성에 대해 고찰하였다. 불균질대의 크기가 최소파장을 기준으로 한파장 이상의 경우 레일리파의 분산 현상이 확인되었으며 이러한 현상은 불균질대의 크기가 클수록 커지며 심도가 깊어질수록 작아지고 심도와 수직적 크기변화보다는 수평적 크기변화에 더 민감한 것을 확인하였다. 분산으로 인한 위상속도의 변화 양상은 불균질대의 크기가 일정정도 이하일 경우에는 탄성파 기록상에서는 확인하기 어려우나 분산된 레일리파의 반사 및 투과 이벤트와 그로 인한 진폭변화를 통해 불균질대 존재 여부를 확인하는 지시자로 사용될 수 있을 것으로 판단되며 이런 결과는 소규모 불균질대나 공동탐지를 위한 현장탐사나 새로운 해석방법 개발에 있어 한 지침을 제공할 것으로 기대된다.