• Title/Summary/Keyword: 분산파

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Numerical Simulations of Dam-Break Flows and Inundation considering Nonhydrostatic Pressure and Dispersive Effects (동수압 및 분산 효과를 고려한 댐붕괴파와 범람 수치모의)

  • Kim, Dae-Hong;Lynett, Patrick
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.213-217
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    • 2010
  • 댐붕괴파 (dam-break flow)나 지진해일에 의해 발생하는 undular bore와 충격파 (shock) 현상을 동수압 및 분산효과를 고려하여 수치모의를 수행하였다. 완전비선형 Boussinesq-type equations 모형을 이용하여, 동수압 및 분산 효과를 고려하였다. 방정식은 4차 정확도의 유한체적법을 이용하여 해석하였고, 시간적으로도 4차정확도의 기법을 이용하여 고차미분항에 대한 수치분산을 억제하였다. 다양한 경우의 1차원과 2차원 공간에서의 수치모의를 수행하고 검증을 수행하였다. 그 결과, 완전비선형 Boussinesq-type equations 모형은 천수방정식 (shallow water equations) 기반의 모형에서 재현이 불가능한 undular bore 등을 재현 하는 등, 전반적으로 천수방정식 기반의 모형 보다 물리적으로도 타당하고 정량적으로도 실험결과와 잘 일치하는 경향을 보였다. 즉, 댐붕괴파나 지진해일 등에 의한 범람 모의에 있어 동수압과 분산 효과의 중요성이 공학적으로도 매우 중요한 고려사항 임이 나타났다.

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The Crustal and Upper Mantle Velocity Structure of the Southern Korean Peninsula from Receiver Functions and Surface-Wave Dispersion (수신함수와 표면파 분산의 동시역산을 이용한 한반도 남부지역의 지각과 상부맨틀 연구)

  • Yoo, H.J.;Lee, K.;Herrmann, R.B.
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 2006.06a
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    • pp.61-70
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    • 2006
  • 3-D S-wave velocity model in the southern Korean Peninsula is investigated by using the joint inversion of receiver functions and surface-wave dispersion. A peninsula average Rayleigh-wave phase velocity in the 10-150 seconds range and tomographic estimates of the Rayleigh and Love wave group velocities in the 0.5-20 seconds period range determined using a $12.5{\times}12.5\;km$ grid for the southern part of the peninsula are used for the inversion. Receiver functions were determined from broadband (STS-2), short-period (SS-1) and acceleration (Episensor) channels of 95 stations. The dense distribution of the stations in the Peninsula permits us to examine the 3-D crustal structure in detail. The inversion result shows the variation and characteristics of S-wave velocity in the crust and upper mantle of the southern Korean Peninsula very well.

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A Study on Application of HWAW Method to the Non-horizontally Layered Soil Structure (HWAW 기법의 비수평 출상구조지반 적용에 대한 고찰)

  • Bang, Eun-Seok;Park, Heon-Joon;Park, Hyung-Choon;Kim, Dong-Soo
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.25 no.4
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    • pp.5-17
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    • 2009
  • In HWAW method, experimental dispersion curve is obtained through time-frequency analysis, and inversion procedure is based on the forward modeling which considers full wavefield. Therefore, it enables us to use relatively short testing setup and has advantage for two dimensional subsurface imaging compared with another surface wave methods. Numerical study was performed to verify that the HWAW method can be applied to non-horizontally layerd soil structure. The experimental dispersion curves obtained from HWAW method agreed with the theoretical dispersion curves based on full wavefield. Experimental dispersion curves are mainly more affected by the region between two receivers than by the region from source to the first receiver. Fluctuation phenomena of dispersion curve can be reduced by adequate receiver spacing setup. From numerical study, it was thought that reliable Vs distribution map can be constructed by HWAW method and finally subsurface imaging was tried in the real field.

An Implementation of Active Power Filler that Adopts to a Frequency Variation using the VCGIC(Voltage Controlled Generalized Impedance Converter (전압 제어 임피던스 변환기를 이용한 전원주파수 적응형 능동 전력 필터의 구현)

  • Jang, Mok-Sun;Kim, Sang-Hoon;Lee, Hu-Chan;Park, Chong-Yeun
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.20 no.8
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    • pp.88-95
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    • 2006
  • This paper proposes an analog type Active Power Filter that adapts to the frequency change of a distributed power supply system. The proposed system removes the harmonic currents in the source power by injecting a compensation current that has the same frequency, 180 degree out of phase with the harmonic currents generated by the load. The detection of the harmonics in the source power for creating the compensating current is realized by a PLL(Phase Lock Loop) and a VCGIC(Voltage Controlled Generalized Impedance Converter). The operation of the proposed system is verified by simulation and experiment.

A Study on the Finite Difference Forward Modeling in SASW Method (차분 전개를 이용한 표면파 기법의 모형 응답 계산)

  • Ha, Hee-Sang;Shin, Chang-Su;Seo, Jung-Hee
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.5 no.2
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    • pp.99-107
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    • 2002
  • An analytical forward modeling algorithm was developed for the efficient application to the geotechnical engineering in SASW (Spectral Analysis of Surface Waves) method. for the theoretical dispersion curve, the finite difference method using motion stress vector, which was proposed by Aki and Richards, was employed and verified with two earth models. For the stable and fast calculation, it was found that the model size depending on the frequency range is suitable $1.5\~2$ times bigger than the wavelength.

Tsunami Propagation Model Using Boussinesq Equation (Boussinesq 방정식을 이용한 지진해일 전파모형)

  • Song, Min Jong;Ha, Tae Min;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.57-57
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    • 2011
  • 지진해일은 진행속도가 빠르고 파장이 길며 파형의 변화 없이 먼 거리를 진행 할 수 있어 주변지역은 물론 멀리 떨어진 지역에도 심한 범람피해를 야기시킨다. 지진해일의 일반적인 특징으로 장파와 단파가 합성되어 있고 먼 거리를 전파할 경우 분산효과의 역할이 중요하게 된다. 특히 우리나라의 동해안에 영향을 주는 지진해일은 단주기파 성분이 강하고 파장에 비해 먼 거리를 전파하기에 분산을 고려하는 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 지금까지의 지진해일 전파모의를 위한 모형은 선형 Boussinesq 방정식의 복잡한 계산과 계산시간이 길다는 단점 때문에 선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하고 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려해왔다. 지진해일 해석 시 일반적으로 사용되어 오던 기존의 leap-frog 유한차분 모형(Imamura et al., 1988; 조용식, 1996)은 지배방정식으로 선형 천수방정식을 사용하고 파의 분산효과는 수치분산을 이용하여 고려하므로 정해진 시간 간격에 대해 수심에 따라 격자 간격을 적절히 선택해야 하는데 수심이 복잡하게 변하는 경우 격자간격 조정이 불가능하여 분산효과를 정도 높게 고려할 수 없다. 이 문제점을 해결하기 위하여 윤성범 등(2004)은 파동방정식의 인위적인 분산항을 이용하여 Boussinesq 방정식의 분산효과를 고려할 수 있는 능동적인 분산보정기법을 제안하였고 Cho et al.(2007)는 일정한 수심에서 수치적인 분산오차가 Boussinesq 방정식의 물리적인 분산항을 대체하도록 수심, 격자 간격 및 계산 시간 간격 사이의 관계식을 유도하고 Boussinesq 방정식의 분산항과 일치하는 수치분산을 이용하여 실용적인 분산보정기법을 개발하였다. 이에 Ahn(2010)은 현재 컴퓨터의 계산 능력이 향상되어 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분하여 계산하는데 무리가 없다고 판단하여 선형 Boussinesq 방정식을 직접 차분한 모형을 개발하였다. 본 연구에서는 기존의 원해 지진해일 전파모의에 이용되어왔던 선형 천수방정식에 수치분산을 고려한 모형 대신 선형 Boussinesq 방정식의 유한차분 모형을 제안하였으며 기존의 선형 Boussinesq 방정식 모형의 격자와 수심간의 제약을 없애기 위해 차분 기법을 달리 한 2차 정확도의 유한차분 모형을 제안하였다. 검증을 위하여 선형 Boussinesq 방정식의 해석해(Carrier, 1991)와 비교하였다.

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Three-dimensional S-wave Velocity Structure and Radial Anisotropy of Crust and Uppermost Mantle Beneath East Asia (동아시아 지각과 최상부맨틀의 3차원 S파 속도구조 및 이방성 연구)

  • Lim, DoYoon;Chang, Sung-Joon
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.21 no.1
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    • pp.33-40
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    • 2018
  • We investigate the crustal and uppermost mantle SV- and SH-wave velocity structure and radial anisotropy beneath East Asia including Korea, China and Japan. Rayleigh waves and Love waves were extracted from the seismic data recorded at broadband seismic stations in East Asia. Using the MFT (Multiple Filter Technique), we obtained group velocity dispersion curves of Rayleigh and Love waves with a period range of 3 to 200 s. We obtained 62466 Rayleigh-waves dispersion-curve measurements in vertical components and 54141 Love-waves dispersion-curve measurements in transverse components, respectively. The inverted models using these data sets provide SV- and SH-wave velocity structure of crust and uppermost mantle down to 100 km depth. In both cases of the S-wave velocity structures, strong high-velocity anomalies are observed down to 30 km depth beneath the East Sea, and deeper than 30 km depth, strong low-velocity anomalies are found beneath the Tibetan plateau. In the case of the SH-wave velocity structure, strong low-velocity anomalies are observed beneath the East Sea deeper than 30 km depth, leading to negative anisotropy. On the other hand, positive anisotropy is usually observed beneath the Tibetan plateau.

Effects of Seabed Soil Parameters on Wave Dispersion Relationship (해저지반의 지반상수가 분산관계식에 미치는 영향)

  • Yang, Soonbo;Kim, Namhyeong;Ko, Yongsu
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2014.06a
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    • pp.258-259
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    • 2014
  • It is needed the introduction of a new wave dispersion relationship considering the condition of seabed to examine closely the interaction between wave and seabed. In this study, a wave dispersion relationship is newly developed considering the condition of seabed such as permeability and displacement. Wave damping rates are compared and analysed according to the various soil parameters such as seabed soil thickness, elastic modulus, saturation, permeability, and porosity.

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Surface Wave Method: Focused on Active Method (표면파 탐사: 능동 탐사법을 중심으로)

  • Kim, Bitnarae;Cho, Ahyun;Cho, Sung Oh;Nam, Myung Jin;Pyun, Sukjoon;Hayashi, Koich
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.22 no.4
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    • pp.210-224
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    • 2019
  • Surface wave (SW) surveys, which have been applied to numerous application fields ranging from micro-scale ultrasonic analysis to geological scale analysis, are widely used to monitor near-surface stability. The survey method is basically made through analysis on dispersion of SW propagating along the earth surface, in order to delineate shear velocity structure of subsurface. SW survey data are inverted with assuming one-dimensional (1D) layered-earth in order to recover shear wave velocities of each layer, after being analyzed to make the dispersion curve that shows phase velocity of SW with respect to frequency. This study reviews surface wave surveys with explaining the basic theory including the characteristics of dispersion and the procedure of general data processing. Even though surface wave surveys can be categorized into active and passive methods, this paper focuses only on active surface wave methods which includes continuous SW (CSW), spectral analysis of SW (SASW) and multichannel analysis of SW (MASW). Passive method will be reviewed in the subsequent paper.

동시계산접속기법을 이용한 지진해일의 1차원 전파모의

  • 윤성범;김진훈
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 1998.09a
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    • pp.31-35
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    • 1998
  • 지진해일 수치해석시 일반적으로 사용되어오던 Shuto의 유한차분모형(Goto & Shuto, 1983)은, 천수방정식을 사용하고 파의 분산효과는 수치오차를 이용하여 고려하므로, 정해진 계산시간간격($\Delta$t)에 대해 수심에 따라 격자간격을 적절히 선택하여야 한다. 또한 Shuto 모형은 leap-frag 기법을 사용하므로, 격자 및 계산시간간격이 심해에서 수치분산을 위한 조건을 만족시켰다 할지라도, 천수화에 의해 파장이 점점 작아져 파수(k)가 $\pi$/$\Delta$x가 되는 수심(2$\Delta$x wave)에 이르면 파가 더 이상 진행하지 못하고 반사하게 되므로 실제 현상과는 다른 결과를 보이게 된다. (중략)

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