• 농업과학연구
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• 제47권4호
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• pp.963-978
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• 2020

Earthquakes can induce a large number of landslides and cause very serious property damage and human casualties. There are two issues in study on earthquake-induced landslides: (1) slope stability analysis under seismic loading and (2) debris flow run-out analysis. This study aims to review technical studies related to the development and application of earthquake-induced landslide models (seismic slope stability analysis). Moreover, a pilot application of a physics-based slope stability model to Mt. Umyeon, in Seoul, with several earthquake scenarios was conducted to test regional scale seismic landslide mapping. The earthquake-induced landslide simulation model can be categorized into 1) Pseudo-static model, 2) Newmark's dynamic displacement model and 3) stress-strain model. The Pseudo-static model is preferred for producing seismic landslide hazard maps because it is impossible to verify the dynamic model-based simulation results due to lack of earthquake-induced landslide inventory in Korea. Earthquake scenario-based simulation results show that given dry conditions, unstable slopes begin to occur in parts of upper areas due to the 50-year earthquake magnitude; most of the study area becomes unstable when the earthquake frequency is 200 years. On the other hand, when the soil is in a wet state due to heavy rainfall, many areas are unstable even if no earthquake occurs, and when rainfall and 50-year earthquakes occur simultaneously, most areas appear unstable, as in simulation results based on 100-year earthquakes in dry condition.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.268-274
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• 2023

유한 단층 미끌림 역산에는 지진 변위 측지 자료와 그린 함수 행렬(Green's function matrix)을 주로 사용한다. 그린 함수 행렬은 일반적으로 오카다 모형(Okada, 1985)을 기반으로 한다. 그러나 최근 물리 기반 지진 모델링을 활용하여 그린 함수 행렬을 제작하고 유한 단층 미끌림 역산을 수행하는 연구가 활발하다. 물리 기반 지진 모델링은 다양한 물성(탄성, 점탄성, 탄소성 등)을 고려하여 현실적인 환경에서 지진을 모사할 수 있다는 장점이 있다. 물리 기반 유한요소 소프트웨어 PyLith는 단층을 구성하는 절점을 두 개로 나누어 지진을 모사할 수 있으므로 지진 모사 모델링에 적합하다. 하지만 PyLith는 격자망 생성 기능을 자체 제공하지 않아, 모형 내부에 수십~수백 개의 소단층과 관측점을 설정해야 하는 유한 단층 미끌림 역산 수행에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 소단층과 관측점을 포함한 수치 모형을 제작하고, 지진 모사 모델링을 수행하여 그린 함수 행렬을 제작하는 일련의 과정을 연계하여 유한 단층 미끌림 역산의 편리성을 높이기 위해 CPInterface (COMSOL-PyLith Interface)를 개발하였다. CPInterface는 COMSOL의 격자 생성 능력과 PyLith의 지진 모사 능력을 결합하여 그린 함수 행렬을 자동으로 생성할 수 있다. CPInterface는 간단한 변수들로 모형 및 단층 정보를 조절할 수 있고, 지하 탄성 이상체와 GPS 관측점을 자유롭게 배치할 수 있다. 또한, 그린 함수 행렬을 생성하는 복잡한 과정을 간소화하여 더욱 편리하게 유한 단층 미끌림 역산을 할 수 있게 한다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권1호
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• pp.56-67
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• 2019

본 연구에서는 미국 남캘리포니아 지진센터에서 개발한 물리적 지진모델링 기반 광대역 강지진동 모사 플랫폼(버전 16.5)을 활용하여, 규모 6.0, 6.5, 7.0 지진에 대한 진도 감쇠 특성 분석을 수행하였다. 지진 발생 위치는 2016년 규모 5.8 경주 지진 진앙 인근을 가정하였으나 지각 전파 모델의 경우 남캘리포니아 강지진동 모사 플랫폼에서 제공하는 미국의 대표적인 지각 모델 두 개를 사용하였다. 하나는 판 내부를 대표하는 미국 중동부 지역(Central and Eastern United States, CEUS) 모델이고 다른 하나는 판의 경계를 대표하는 미 서부 지역(LA Basin) 모델이다. 버전 16.5 플랫폼에는 5개의 모델링 방법론이 제시되고 있으며 본 연구에서는 Song 모델과 Exsim 모델을 사용하였다. 동일 규모의 지진이라 하더라도 지진발생 환경이 다른 지역(CEUS vs LA Basin)에서는 같은 진앙 거리에서 진도 2 등급에 가까운 차이가 발생할 수 있음을 본 연구를 통해서 발견하였다. 본 연구에서 나타난 지역별 진도 감쇠 특성의 차이를 감안할 때 한반도에서 좀 더 정밀한 지진재해 평가를 위해서는 지역에 적합한 진도 감쇠 특성을 이해하는 것이 중요할 것으로 판단되며 본 연구는 지역 특화된 진도 감쇠 특성을 고려하지 않을 경우 진도 감쇠 분포의 불확실성 정도를 잘 보여준다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권3호
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• pp.238-247
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• 2020

미국 남캘리포니아 지진센터에서 개발한 광대역 강지진동 모사 플랫폼을 이용하여 한반도 중대규모 지진에 대해서 부지 효과를 고려한 강지진동 지진파형 모사를 수행하고 진도 감쇠 특성을 분석하였다. SCEC BBP는 시나리오 지진에 대해 광대역(0-10 Hz)으로 지진 파형을 생성 할 수 있는 소프트웨어 플랫폼이다. 본 연구에서는 5가지 모델링 방법론 중 Song Model을 사용하였다. 규모 6.0, 6.5, 7.0의 지진에 대해서 각각 약 50회의 지진 모델링을 수행하였으며 부지효과(V_S30)를 고려하기 전과 후에 계산된 합성 지진 파형으로부터 최대 지반 가속도(PGA), 최대 지반 속도(PGV)와 같은 최대지진동 대표값을 산출하였다. 산출된 최대지진동 대표값은 계기진도 변환식을 이용하여 진도분포로 변환하였다. 부지효과 고려 시에는 V_S30속도에 따라 연약지반 또는 충적층 지역에서 진도값이 증폭되어 나타남을 확인하였다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제16권2호
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• pp.97-109
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• 2020

On March 11, 2011, an earthquake followed by a tsunami caused an extended station blackout (SBO) at the Fukushima Dai-ichi NPP Units. The accident was initiated by a total loss of both onsite and offsite electrical power resulting in the loss of the ultimate heat sink for several days, and a consequent core melt in some units where proper mitigation strategies could not be implemented in a timely fashion. To enhance the plant's coping capability, the Diverse and Flexible Strategies (FLEX) were proposed to append the Emergency Operation Procedures (EOPs) by relying on portable equipment as an additional line of defense. To assess the success window of FLEX strategies, all sources of uncertainties need to be considered, using a physics-based model or system code. This necessitates conducting a large number of simulations to reflect all potential variations in initial, boundary, and design conditions as well as thermophysical properties, empirical models, and scenario uncertainties. Alternatively, data-driven models may provide a fast tool to predict the success window of FLEX strategies given the underlying uncertainties. This paper explores the applicability of Artificial Intelligence (AI) to identify the success window of FLEX strategy for extended SBO. The developed model can be trained and validated using data produced by the lumped parameter thermal-hydraulic code, MARS-KS, as best estimate system code loosely coupled with Dakota for uncertainty quantification. A Systems Engineering (SE) approach is used to plan and manage the process of using AI to predict the success window of FLEX strategies under extended SBO conditions.