• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.436-436
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• 2022

셀룰러 오토마타(Cellular Automata; CA)는 격자(cell)에 대해 사전 정의된 규칙을 바탕으로 이웃 격자 간 상호작용을 해석하여 복잡한 동력학적 현상을 효과적으로 재현할 수 있는 이산형(discrete) 모의 기법이다. CA 기법은 격자 구조에 수치표고 자료 및 토양수분 정보 등을 직접 매칭 후 상호관계를 해석하기 때문에 공간정보를 최대한 활용하여 불균질성을 나타내는 것이 가능하다. 따라서, 도시 유출해석에 있어서 높은 정확도와 빠른 계산속도를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 CA 기반 고해상도 물순환·침수 연계 해석 framework 개발 방향 및 CA 기반 prototype 모형의 사면유출 적용 사례를 소개한다. 개발 중인 CA 모형에서는 격자별 침수 깊이, 침투, 토양수분 저류, 지표 유출 등의 물순환 요소를 모의할 수 있다. 기존의 집중형(lumped) 모형은 지표-지표하 유출에 대한 routing algorithm이 없고 각 셀의 물수지 모형 내 파라미터가 많은 단점이 있다. 따라서 개발 중인 CA 모형에서는 cell state 내 fast reservoir와 slow reservoir를 통해 지표-지표하 상태를 구현하고 단순화된 물수지 모형 및 흐름 방향 알고리즘을 적용함으로써 실제 현장에서 발생하는 다중 피크 형태의 지표 유출을 모사한다. 최적의 지표수 흐름 방향 알고리즘 선정을 위해 3개의 다중 흐름 방향 알고리즘(D4, D8, 4+4N)을 정량적으로 비교·분석한다. 이번 발표에서는 CA 모형을 소규모 산지 사면과 도심지 등 다양한 규모의 테스트베드에 적용하여 모형의 장단점을 평가한다.

• 자원환경지질
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• 제27권5호
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• pp.491-498
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• 1994

2층구조 대지속에 존재하는 유한 크기의 불균질체로 인한 지자기 지전류 (MT) 응답을 적분방정식법으로 계산하였다. 적분방정식은 입사전자장과 3차원물체 내부의 산란전류를 층상대지에 적합한 전기적 텐서 그린함수를 통하여 연결시킨다. 본 논문에서는 3차원체의 MT응답에 미치는 표층과 기반층의 영향에 대하여 검토하였다. 표층은 탐사대상물의 검출을 방해하는 효과를 가지며 그 효과는 표층의 전기비저항이 높을 때보다 낮을 때가 더 뚜렷하다. 한편 기반은 상층의 3차원체에 인한 MT이상을 높이는 효과를 가져올 수도 있다. 전기비저항이 높은 기반이 존재하면 물체에 의한 전류의 미소변동은 보다 전기비저항이 낮은 상층에 한정되는 경향이 있다.

• Journal of Gastric Cancer
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• 제5권2호
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• pp.120-126
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• 2005

목적: 내시경 초음파 검사는 종양의 입체상을 파악하기가 용이하므로 위에 발생하는 점막 하 종양의 진단에 효과적으로 이용된다. 저자들은 위의 위장관 간질성 종양에 대한 내시경 초음파 소견을 분석하여 악성과 양성 종양을 감별할 수 있는 지표를 규명하고자 하였다. 대상 및 방법: 위에 발생한 위장관 간질성 종양으로 수술하고 절제 표본의 조직 진단으로 확진한 30예(양성 종양 23예, 악성 종양 7예)를 대상으로 하였다. 수술 전의 내시경 초음파 검사 소견을 조사하고 양성과 악성 종양으로 구분하여 비교하였다. 내시경 초음파 소견상 감별 지표로는 병변의 크기, 병변의 위치, 종양 내부의 낭성 병변, 종양 내의 에코성 초점, 종양 외벽 변연의 규칙성, 병변 내부의 불균질성, 종양 표면의 궤양 형성 등을 조사하였다. 결과: 병변의 크기는 악성 종양의 $85.7\%$, 양성 종양의 $8.7\%$에서 40 mm 이상이었다(P=0.000). 병변의 위치 분포는 악성과 양성 종양에 차이가 없었다(P=0.437). 병변 내부의 낭성 병변이 악성 종양의 $71.4\%$, 양성 종양의 $8.7\%$에서 관찰되었다(P=0.003). 종양 내 에코성 초점의 존재는 악성 종양 $42.9\%$, 양성 종양 $8.7\%$로 차이가 없었다(P=0.068). 병변 외벽 변연의 규칙성은 악성 종양의 $71.4\%$, 양성 종양의 $17.4\%$가 불규칙한 변연 소견을 보였다(P=0.014).악성 종양의 $85.7\%$, 양성 종양의 $13.0\%$에서 병변 내부의 불균질성을 보였다(P=0.001). 종양 표면의 궤양 형성은 악성 종양의 $28.6\%$, 양성 종양의 $8.7\%$에 발견되어 차이가 없었다(P=0.225). 결론: 종양의 크기가 4 cm 이상, 종양 내 낭성 병변의 존재, 불규칙한 종양의 외측 변연, 종양 내부 에코의 불균질성 등이 악성 종양의 가능성을 시사하는 소견으로 조사되었다. 위의 위장관 간질성 종양의 치료 방침을 결정하는데 이러한 지표들을 임상적으로 유용하게 적용할 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제7권2호
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• pp.113-126
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• 1997

결정암내의 불규칙한 파쇄대에 대한 전기탐사 자료의 효율적인 자료처리, 해석 연구를 목적으로 큰 저반의 월악산화강암체에 대하여 전기비저항 쌍극자배열 탐사, 전기비저항 슐럼버저배열 수직탐사를 수행하였다. 파쇄대등의 불균질대는 쌍극자배열법으로 잘 규명되었고, 균질하고 치밀한 하강암내에도 소규모의 파쇄대가 비교적 심부까지 발달되어 있는 것으로 해석되었다. 파쇄대는 전기비저항 쌍극자탐사자료 단면도에서 주로 고비저항대와 저비저항대의 경계에 분포된다고 할 때, 수직탐사자료들을 서로 내, 외삽시켜 만든 2차원의 층, 3차원적인 입체도에서도 그 분포양상이 잘 나타났고 그 천부 경계선은 극저주파 전자탐사자료에서 영점통과점으로 확인되었다. 불규칙한 파쇄대의 삼차원적인 지하영상은 여러 단면도들을 배열하여 만든 합성단면도 (fence iagram)에 시각적으로 보이며 그 공간적인 분포양상은 투사각 변화를 주어 가며 여러 각도에서 조명하므로써 효과적으로 해석되었다. 월악산 흑운모화강암체와 파쇄대의 복합 비저항값은 약 4,000 ohm-m로서 700 ohm-m의 석회규산염암 자료에 비해 매우 높게 나타나는데 이 차이는 일차적으로 두 지역에 분포하는 암석에 기인하지만 화강암의 관입작용과 관련되어 화천리층에 발달한 습곡이나 단층등의 2차 공극과도 관련된 것으로 보인다. 파쇄대에 대한 전기비저항값의 특성분석은 단면도영상의 표준편차, 비대칭도, 첨도등의 통계적인 분석으로 접근되었다. 고비저항대와 저비저항대 경계의 파쇄대는 균질한 암석에 비해 높은 표준편차로 특징되며 그 분포양상은 비대칭도 및 첨도 영상에서도 잘 상관되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권4호
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• pp.77-86
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• 2002

유류, 특히 경유와 윤활류로 오염된 지역에서, 원위치 토양 세정법(In-situ soil flushing)을 이용하여 오염된 토양과 지하수를 동시에 정화하였다. 연구 지역은 부산시에 위치한 4.5 m(가로) $\times$ 4.5 m(세로) $\times$ 6.0 m(깊이) (총 121.5 $\textrm{m}^2$) 규모의 유류 오염지역으로.사질 및 미사질층이 혼합되어 나타나는 평균 수리전도도가 2.0 $\times$ 1$10^{-4}$cm/sec인 불균질 토양으로 이루어진 부지이다. 오염지역 지하수에 비이온 계면활성제 sorbitan monooleate(POE 20) 2%와 이소프로필알콜 0.07%를 혼합한 용액을 이용하여 약 3 공극체적(pore volume)을 세정하였으며, 지하수만을 이용하여 계면활성제 용액 세정 이전과 세정 이후 각 1공극체적을 세정에 이용하였다(총 5 공극체적). 총 4개의 주입정을 이용하여 각 주입정당 1.8 l/min-0.5 l/min의 속도로 주간(8시간)에 연속 주입하였으며, 2개의 채수정을 이용하여 야간에는 1시간 간격과 주간에는 30분 간격으로 2분간 채수하였다. 분석을 위한 시료 채수는 매일 아침 9시와 저녁 5시에 각 채수정으로부터 200$m\ell$ 이상 채수하였으며, 채수 용액을 저장하는 혼합저장 탱크에서의 시료 채취도 병행하였다. 토양 세정기간동안 채수정으로부터 채수된 유출용액은 모두 저장탱크에 저장되었다가, 지하수처리 장치에 의해서 유류와 중금속, 고형물들을 제거한 후 배출되어졌으며, 토양 내 TPH(total petroleum hydrocarbon) 농도가 토양오염 우려기준치 이하로, 유출된 지하수는 폐수배출허용기준을 만족할 때까지 토양 세정을 실시하였다. 처리 지하수만을 이용한 세정의 경우 채수정의 유출수 TPH농도는 10ppm이하였다. 계면활성제 용액을 이용한 세정의 경우 채수정의 최대 TPH 유출 농도는 1761 ppm으로서 처리지하수만을 이용하였을 때보다 170배 이상 증가하였으며, 세정기간 동안 두 개의 채수정으로부터 약 18.5kg의 유류(TPH)가 제거되었다. 계면활성제 용액 세정시 유출수는 유류의 농도뿐만 아니라 중금속 농도도 함께 증가하였으며, 이러한 현상은 오염토양의 중금속 정화에도 유리하게 사용될 수 있다고 사료된다. 유류로 오염된 실제 지역의 불균질 토양과 지하수를 계면활성제를 이용한 원위치 세정법으로 효율적으로 정화함으로서, 실험실 연구에 제한되었던 원위치 세정법의 효율을 현장 오염 지역에서 증명할 수 있었고, 원위치 토양 세정법이 실제 오염지역의 토양$\boxUl$지하수 정화에 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.43-50
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• 2017

본 연구에서는 연약지반이나 부분침하의 복원에 사용되는 팽창약액의 지반내 강도증진 및 응력전달효과를 알아보기 위하여 팽창성능을 구분한 팽창약액을 제작하여 모래지반내의 밀도 및 토압을 측정하여 분석하였다. 상대적 고팽창군과 저팽창군으로 구분하여 별도의 불투수 진공시트에 주입하여 팽창보강제를 제작하고 이를 균질하게 조성된 모형지반하부에서 고결실험을 시행하였다. 이 결과 팽창보강제 상부 약 15cm까지 보강효과가 나타났고, 토압의 분석결과 $1.150{\sim}11.298t/m^2$의 집중하중과 유사한 다짐경향이 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.515-515
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• 2017

하천에서 취수원을 개발하는데 있어 지층의 구성으로 물리, 화학적 여과, 흡착 등을 통해 자연 정화되는 간접 취수 방식이 활발히 도입되고 있다. 양질의 취수원을 공급할 수 있는 간접 취수 방식은 수량 확보 측면에서의 불확실성과 유지관리상의 어려움 때문에 많은 시행착오가 발생된다. 이와 같은 단점을 개선하기 위해 하상을 개착하여 불균질한 대수층을 치환하고 스크린을 통해 간접 취수원을 개발하는 하상여과 방식이 도입되고 있다. 대수층을 치환하여 여재를 구성함에 있어 오염물질 및 탁도의 저감 효율을 극대화하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 개착식 하상여과에서 치환하는 여재의 구성에 따른 탁도의 저감 효율을 분석하기 위해 축소 모형실험으로 구성하였다. 각각의 여재의 구성에 대해서는 상수도 시설기준을 통해 축소된 입경의 매질로 구성하였다. 실험실 규모의 모형 수조($1500mm{\times}500mm{\times}1700mm$)를 구성하고 하부에는 내경 80mm이고 길이 1300mm인 기능성 스크린이 부착된 취수관을 설치하였다. 모형 수조에서 여재의 두께는 총 1000mm로 구성하였고, 각각의 층에 대해서는 250mm로 하여 4개의 층을 구성할 수 있도록 하였다. 치환하는 여재의 매질에는 자갈, 왕사, 중사, 화산석을 사용하였고, 각각의 입경은 5-10mm, 2-5mm, 1-2mm, 2-5mm이고, 탁도를 유발하는 물질로는 입경이 $20{\mu}m$인 황토를 사용하였다. 단일매질 구성을 통해 각각의 여재 종류에 따른 탁도 저감 효과에 대해서 분석하였고, 세 가지의 혼합매질 구성을 통해 치환층 여재의 배치에 따른 탁도 저감 효과를 분석하였고, 각각의 구성은 중사-왕사-자갈-화산석, 화산석-중사-왕사-자갈, 중사-왕사-화산석-자갈로 하였다. 주입수는 30-50NTU를 유지하였으며 유출수의 탁도를 통해 저감 효율을 분석하였다. 분석된 결과를 통해 개착식 하상여과 방식의 여재 구성에 대해서 탁도 저감에 효율을 극대화할 수 있을 것으로 보여진다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.47-54
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• 2009

국내 대부분을 차지하고 있는 자갈 도상궤도는 지속적인 열차반복하중에 의해 마모, 노반으로 관입, 노반표면의 불균질 등에 의해 도상자갈의 기능을 상실하게 된다. 이러한 현상이 지속적으로 발생하면 설계 당초 주요 기능이었던 배수기능을 충분히 발휘하지 못하기 때문에 강우가 노반에 체류되고 물로 인해 간극수압이 증가하여 전단강도가 저하되어 점진적으로 노반이 연약화된다. 이 논문에서는 원형모형실험을 이용하여 부직포 3종류에 대하여 0일, 3일, 7일 체수조건으로 하여 반복하중을 재하시킴으로써 부직포의 침하특성과 지지력 변화를 관찰하였다. 실험결과 0일 체수조건에서 토목섬유 보강과 무보강에 따라 최종 변위는 약 1% 차이가 있으며, 지반의 포화도가 증가함에 따라 침하량이 커지는 경향이 있었다. 보강재의 중량이 클수록 소성침하량이 작게 평가되었으며, 임계 함수비를 초과한 경우에는 부직포의 인장강도와 중량에 따라 침하량의 차이가 발생하였다. 또한 무보강과 비교해 볼 때 부직포에 의한 토압 저감효과는 있으나, 부직포의 중량에 의한 토압저감 효과는 영향이 미미한 것으로 평가되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2010

탄성파 반사법 탐사는 석탄 구조를 묘사하기 위해 그리고 석탄 채굴법 중 장벽식 채단법(longwall mining)의 위험 경감을 위해 가장 널리 이용되며 가장 효과적인 방법 중의 하나이다. 그러나 이 탄성파 탐사법의 분해능은 화산암의 존재에 의해 영향을 받는다. 호주의 보웬분지(Bowen Basin)와 시드니 분지(Sydney Basin) 일부에 이러한 화산암이 분포하고 있으며, 이러한 지역에서 탄성파 탐사를 이용하여 지하지질구조를 정확히 밝혀내는 데는 어려움이 따를 수 있다. 결과적으로 그러한 지역은 석탄광 후보지로 관성을 끌지 못하게 된다 따라서, 이러한 현무암 지역에서 수행되는 탄성파 탐사의 성공률을 높이기 위한 기법들이 필요하다. 이 연구에서는 탄성파동 방정식에 기초한 모델링 기법을 이용하여 현무암의 물성차, 두계, 횡방향 연장성, 송신원에 대한 상대적인 위치, 다양한 형태의 불균질성이 탄성파 전파에 어떠한 영향을 주는가를 살펴본다. 탄성파 모델링 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 임피던스의 차가 큰 현무암과 다중 흐름(multiple flow)이 있는 경우 다중반사파가 강하게 나타나며 일차반사파가 약하게 나타난다. 2) 현무암층이 앓을 경우 현무암의 존재가 파의 전파에 미치는 효과가 두꺼운 현무암층에 의한 효과보다 적은 것으로 나타났으며, 3) 현무암이 부분적으로 덮여 있을 경우 표변전체가 현무암으로 덮여 있는 경우에 비해 그 효과가 미약하게 나타났다. 4) 저주파의 탄성파(특히 원거리 오프셋에서)가 고주파의 탄성파에 비해 현무암층을 더 잘 통과함을 알 수 있었다. 또한 5) 석탄층이 현무암층으로부터 얼리 떨어져 깊은 곳에 존재할수록 현무암층이 파의 전파에 미치는 영향이 적음을 알 수 있었다. 이러한 연구결과들은 현무암층 하부에 대하여 탄성파 탐사를 수행할 때 발생할 수 있는 문제에 대한 통찰력을 제공할 뿐 아니라 탄성파 잡음을 적절히 처리하고 저주파수 대역의 지오폰으로 원거리 오프셋에서 탄성파 탐사자료를 획득함으로써 탄성파 탐사 결과를 개선시킬 수 있다는 것을 보여준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권1호
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• pp.71-78
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• 1998

2차원 MT탐사자료의 역산은 보편적으로 많은 계산시간과 기억용량이 소요되며 TM모드의 경우지표 근처의 불균질대에 야기될 수 있는 정적 효과에 대한 주의 깊은 고려도 필요하게 된다. 이에 본 연구에서는 GRRI를 이용하여 TM모드 MT자료의 2차원 역산 알고리듬을 구현하였다. 본 역산 알고리듬은 국부적인 2차원 해석을 통한 모형변수 증분 해석에 기초를 두는데 이는 모형변수의 증분을 구하는 과정에 있어서 탐사의 대상인 2차원 전 영역을 동시에 고려하지 않고 국부 영역들로 분할하여 순차적으로 고려함으로써 수평적인 변화가 고려되면서도 자코비안을 구하는 과정에서 사용되는 부가적인 모델링 과정을 배제하여 계산시간과 기억용량을 최소화하기 위한 것이다. 구현된 알고리듬의 타당성 검증은 간단한 이론모형에 대한 적용을 통하여 이루어졌으며, 이를 토대로 타 알고리듬과의 비교를 통하여 그 특징을 살펴보는 한편, 여러 가지 다양한 모형에 적용하여 그 현장 적용성을 고찰하였다. 본 알고리듬을 이용한 역산은 계산시간과 기억용량 면에서 매우 경제적이며 전류집중에 의해 탐사자료에 왜곡이 생기는 경우에는 특별한 전처리과정 없이도 타당한 분해능을 확인할 수 있었다. GRRI를 이용한 역산 알고리듬은 향후 현장에서 실시간 역산으로서 경제적이면서 타당한 자료 해석에 적용성이 기대된다.