• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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• pp.67-84
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• 2002

서해안 민어포 조간대 지역에서 해수면 변동과 연관된 갯벌의 퇴적구조를 파악하기 위해 고해상 천부 육상 탄성파탐사를 실시하였다. 음원으로는 5 kg 무게의 망치를 사용하였으며, 48채널의 100 Hz 지오폰을 이용하여 서로 수직한 두 측선에 대하여 1 m 간격으로 총 795 m shot의 자료를 획득하였다. 갯벌 표면이 물에 의해 포화된 상태를 이루고 있어 강성률이 매우 낮아 ground roll의 발생이 억제되었으며 기록되는 반사신호의 속도가 1500 m/s 이상이므로 일반적인 육상 천부탄성파 탐사시에 기록되는 저속도의 잡음과 분리하기가 쉽다. 그 결과 자료의 신호대 잡음비가 상당히 높고 해상도가 우수한 탄성파 단면을 얻을 수 있었다. 중합단면을 해석해 보면 조사지역의 음향기반암 상부의 퇴적층은 5 개의 층서로 나뉘어 진다. 해수면 상승에 의한 점진적 퇴적상이 전체 조사 구간에 걸쳐 우세하게 나타나고 있지만, 퇴적층 내에서 해수면 하강에 따른 침식도 관찰된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권4호
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• pp.171-179
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• 2003

육상 및 해상 탐사를 할 경우 음원에 따른 수진기는 등간격으로 설치한다. 수진기의 간격을 좁게 설정하여 탐사를 할 경우 자료 획득 과정에서 많은 비용 및 시간이 소요되므로 일반적으로 적절한 간격으로 배치한다. 수진기 간격이 넓으면 공간 알리아싱이 발생한다. 공간 알리아싱이 있는 탐사 자료를 이용해 자료 처리를 할 경우 좋은 결과를 얻을 수 없다. 이러한 경우 자료 처리 과정에서 트레이스 보간을 이용하여 자료 처리 결과를 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 공간 알리아싱이 생긴 탄성파 자료 처리에 많이 이용되는 트레이스 보간법 중에서 복잡한 지하구조의 경사에 대한 정보 없이 보간이 가능한 Spitz의 보간 방법을 적용하였다. 주파수-공간 영역에서 선형 이벤트가 존재하는 등간격으로 이루어진 트레이스에 대하여 예측 필터와 기존의 트레이스를 이용하여 새로운 트레이스를 보간하였다. 본 알고리즘을 인공합성 탄성파 자료, 무작위 잡음을 넣은 인공합성 탄성파 자료, 실제 탐사를 통해 얻은 자료에 적용하여 알고리즘의 적용성을 검토하였다. 보간 수행 후에는 동일한 수진기 배열에 대하여 수행전보다 수진기의 간격이 좁아지고 수진기의 개수가 늘어난 효과를 얻었다. 또한 보간된 트레이스간의 이벤트의 연속성도 증가되었다. 이와 같은 보간법을 공간 알리아싱이 있는 탐사 자료에 이용하면 구조보정을 통하여 향상된 영상을 얻을 수 있을 것이라 생각된다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.603-620
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• 2021

수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 수거가 간편하기 때문에 지형조건 영향을 적게 받으면서 양호한 자료를 얻을 수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 경상북도 포항시 형산강 하구를 테스트 지역으로 한 이 연구에서는 송수신 측선을 약 120 m 간격으로 서로 평행하도록 전개하여 음원은 강에서 에어건을 사용하고 무선 수신은 하상에 설치한 노달 시스템을 사용하였다. 수집된 반사파 자료들은 낮은 신호대잡음(S/N)과 불연속적인 이벤트를 보이며, 특히 직접파, 가이드파, 음파, Scholte 표면파를 포함한 대부분의 이벤트들이 현장 자료에서 쌍곡선 형태로 나타는데 이러한 특징은 송수신이 같은 측선에서 이루어지는 일반적인 탐사에서의 직선 형태와 크게 대비된다. 주된 자료처리는 저주파 고진폭 잡음에 가려진 미약한 신호를 향상시키기 위한 띠통과 필터링, 공기파를 완화시키기 위한 주파수-파수 필터링, 송수신기 사이의 전파시간을 보정하기 위한 시간지연 보정을 수행하여 궁극적으로 가이드파와 공기파에 가려진 천부의 반사파를 표출하는데 목적을 두었다. 송신기와 수신기 사이의 횡단-오프셋 거리에 따른 시간지연 보정을 위한 주시방정식과 곡선을 이 연구에서 새로이 제시하였다. 시간지연 보정 효과는 최소 횡단-오프셋 자료에서 보정 후 약 200 ms 상향 이동하는 잘 정렬된 수평층으로 잘 관찰된다, 직접파/공기파를 기준으로 한 시간지연 보정은 서로 평행한 송수신 측선에서 얻어지는 자료처리에 필수적인 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발되고 적용된 육상 노달-수상 에어건 시스템 자료의 수집과 처리 기법은 차후 천부가스, 단층대, 연안지역 및 도심지의 엔지니어링 설계를 위해 육해상 경계 지역에서 얻어지는 고분해능 자료에 효과적으로 쉽게 적용될 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제13권6호
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• pp.50-59
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• 1994

유리판과 단일방향(unidirectional) 탄소섬유 강화 복합재료(CFRP)판의 표면에서 연필심을 부러뜨려 발생된 과도적 탄성파를 음원으로부터 멀리 떨어진 서로 다른 위치에 둔 두개의 탐촉자로 검출하였다. 탐촉자에 검출된 과도적 신호의 스펙트럼 분석에 의해 판에서 pulse 형태로 발생된 신호는 Lamb파 분산관계를 따르며 전파하고, 유리판과 단일방향 CFRP판에서의 과도적 신호는 최저 대칭$(S_{0})$, 1차 대칭$(S_{1})$, 1차 비대칭$(A_{l})$ 모드의 최대 군속도 주변의 성분들로 형성되었다. 이러한 최대 군속도 주변 성분은 분산이 비교적 적기 때문에 과도적 신호의 초기부분은 크게 변화되지 않았으며, $A_{1}$ 모드 단절 (cut-off)주파수 이하 영역의 $S_{0}$ 모드가 가장 빠른 군속도로 전파되고 과도적 신호 형성에 크게 기여하는 모드이었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.357-363
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• 2010

이 연구에서는 많은 양의 공룡알 화석이 발견된 경기도 송산면 고정리의 시화호 남측 간척지내에 위치한 공룡생태박물관 건립부지의 $350{\times}750\;m^2$ 구역에서 탄성파 굴절법 탐사, 시추, 그리고 시추공에서 하향식 탄성파 탐사로 이루어지는 지질조사를 통해 부지내 기반암과 그 위에 쌓인 갯벌의 분포와 특성을 파악하였다. 전체 6,950 m 길이의 11개 측선에서 해머를 파원으로 이용하여 탄성파 굴절법 자료를 획득하여 역산으로 지질구조를 구하였다. 5개의 지점에서 지표에서 기반암까지 시추를 하였으며 이때 시료를 채취하여 입도분석 등을 통해 퇴적물을 분류하였으며 일부 시료에서 갯벌의 진화과정을 밝히기 위해 연대측정을 하였다. 2개 시추공에서 지층시료를 회수한 후에 해머를 음원으로 이용하여 깊이에 따라 탄성파의 속도를 측정하였다. 조사지역의 지질은 지표에서 아래로 갯벌, 풍화토, 그리고 기반암의 구조로 나타난다. 갯벌퇴적층과 풍화토층의 두께는 각각 5 ~ 12 m와 2 ~ 8 m이다. 기반암은 중생대 백악기 퇴적암층으로 해석되며 조사지역내에서 서쪽에서 동쪽으로 갈수록 얕게 분포하는 경향이 있다. 조사구역을 피복하고 있는 갯벌퇴적층과 풍화층의 부피는 약 140만 $m^3$, 무게는 350만 ton으로 계산된다. 조사지역에서 해수면 상승속도는 0.1 ~ 0.15 cm/yr로 추정되는데 이 값은 8,000년전 이후의 느린 해수면 상승속도를 반영한다고 볼 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권3호
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• pp.171-182
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• 2018

탄성파 처리 기술개발 분야의 오픈-소스 소프트웨어인 Madagascar를 이용하여 신호 대 잡음비가 낮고 속도정보가 불확실한 현장 탄성파 자료에 대해 자료처리를 수행하고, 오픈-소스 소프트웨어의 현장 적용성을 시험하였다. 파이썬(python) 기반의 Madagascar는 방법론적으로는 다차원 자료 분석이 가능하고, 처리 공정의 재현성이 뛰어나 효율적인 자료처리가 가능하다는 장점이 있지만, 다소 복잡한 사용법과 자료 구조 시스템으로 인해 현장 자료에 대한 자료처리 사례는 많지 않다. 본 연구에서는 현장 자료에 대한 Madagascar의 효용성을 확인하기 위해 기본적인 탄성파 자료처리(자료입력, 지형 정보 일치, 진동수-파수 필터, 예측 곱풀기, 속도 분석, 수직 시간차 보정, 겹쌓기, 참반사 보정)를 수행하였다. 테스트를 위해 사용한 현장 자료는 서해 군산분지에서 에어건 음원과 480채널의 스트리머로 취득한 해양 탄성파 탐사자료이며, 각 자료처리 단계마다의 결과를 Landmark사의 상용 소프트웨어인 ProMAX (SeisSpace R5000)을 사용하여 처리한 결과와 비교하였다. 그 결과 데이터 입출력 및 관리, 처리 과정의 재현성 및 자동 속도 분석 측면에서는 Madagascar가 상대적으로 높은 효율성을 보였고, 신호 품질 향상을 위한 전처리 결과는 상용 소프트웨어와 유사함을 확인하였다. 반면에, 심부 지층에 대한 영상화 결과는 상용 소프트웨어로 처리한 결과가 보다 뛰어남을 확인하였다. 이러한 결과는 상용 소프트웨어의 경우 다양한 겹반사 제거 모듈이 적용되었고, 상호 대화식 인터페이스로 인해 보다 정교한 자료처리가 가능하였기 때문이다. 그러나, Madagascar의 경우에도 현재 전 세계에서 많은 연구자들이 다양한 자료처리 알고리듬을 개발하여 지속적으로 공개하고 있기 때문에, 향후 이러한 최신 알고리듬을 적용한다면 상업용 수준의 자료처리가 가능해져 보다 향상된 결과를 도출할 수 있을 것이다.

• 지구물리
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• 제7권3호
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• pp.207-215
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• 2004

오호츠크해는 동해와 연결된 바다로 세계에서 가장 유망한 가스하이드레이트 부존지역 중 하나이다 오호츠크해의 가스하이드레이트 퇴적층의 지구물리 구조를 규명하기 위해 2003년 8월과 10월 두차례에 걸처 사할린 북동 대륙사면지역에서 오호츠크해 가스하이드레이트 국제공동연구(CHAOS) 탐사가 수행되었다. 이번 탐사에서는 고해상도 천부지층 탄성파 수중음향(hydroacoustic) 자료 등을 획득하였다. 스파커 음원을 이용하여 얻은 탄성파 단면도에는 가스하이드레이트 BSR이 뚜렷하지 않지만 BSR 깊이 부근에 분산적으로 나타나는 진폭이 강화된 반사층들이 관찰되었다. 따라서 사용하는 음원의 주파수에 따라 BSR의 반사특성이 다르게 나타남을 알 수 있다. 또한 BSR깊이에서 해저면으로 상승한 좁은 폭의 가스기둥 (gas chimney)들이 다수 발견되었다. 이 기둥들은 내부음향특성이 전혀 보이지 않는 (wipe-out : WO)그룹과 주변에 비해 상대적으로 강한 반사특성(enhanced reflection; ER)을 보이는 그룹으로 나누어진다. 이런 반사특성 차이는 기둥내에 가스 또는 가스하이드레이트 중 어떤 물질이 집중적으로 충적되었는지에 따라 구별되는 현상으로 해석된다. 수중음향자료에는 지층으로부터 해수중으로 수백 의 높이까지 뿜어져 오르는 많은 가스분출기둥들이 관찰되었다. 가스분출기둥들은 가스하이드레이트 안정영역에 해당하는 상대적으로 깊은 수심에서 관찰된다. 이는 지층의 가스기둥 주변을 둘러싼 가스하이드레이트 퇴적층이 가스가 스며들지 못하는 차단벽을 형성하면서 심부에서 공급되는 가스의 대부분이 가스기둥을 따라 해저면까지 운반되며 이에 따라 가스기둥 위의 표층에서 해수중으로 분출하는 가스분출기둥이 형성된다.

• 한국음향학회지
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• 제23권1호
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• pp.8-16
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• 2004

천해환경에서 저주파 광대역신호와 수직선배열을 이용하여, 퇴적층의 지음향인자(층두께, 종파속도, 종파감쇠계수, 밀도)를 역추정하였다. 역산방법은 모델 기반의 역산으로 유전알고리즘 (Genetic Algorithm)을 이용한 일관적 광대역 정합장처리(Coherent Broadband Matched Field Processing)기법을 사용하였다. 저주파 광대역음원으로 사용된 상업용 전구의 내폭신 호는 짧은 시간동안 많은 변화를 포함하는 천이신호이기 때문에, 분석시 시간과 주파수에 따른 창함수의 조절이 요구되는데, 주기신호분석에 주로 사용되는 퓨리에 기반의 분석방법은 이러한 점에서 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 해양도파관에서 근거리 음파전달 시 계측된 시계열신호로부터 다중경로성분을 구분하고 추출하기 위하여 시간-주파수영역에서 창함수의 크기조절이 가능한 웨이블릿 변환을 통한 신호 분석을 수행하였고, 분석된 실측음장과 계산된 복제음장의 연속웨이블릿 계수를 상호상관 시킴으로써 비용함수를 정의하였다. 비용함수의 전역최고점을 찾는 최적화 과정을 통하여 각 퇴적층의 지음향인자들을 역추정하였다. 특히 역산인자의 민감도에 따른 퇴적층별, 인자별, 분리연산을 수행함으로써 최적화과정에서 참값으로의 수렴효율을 높였다. 역산의 결과 실험해역 퇴적물 상층부에는 두께 44.43m, 음속 1549 m/s의 모래-실트-점토질(sand-silt-clay)층이 존재하고, 그 하부에는 12.28m 음속 1993 m/s의 거친모래질(Coarse sand)층의 존재를 추정해 내었다. 또한 역산 결과를 시추자료 및 탄성파 자료와 비교함으로써 본 논문에서 제안한 역산 방법의 유효성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권3호
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• pp.688-694
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• 1998

The ability to locate the defects in materials is one of the major attrations of the acoustic emission(AE) technique. The most conventional method for planar AE source localization is to place three or more AE sensors on the plate and to determine the source position by measuring the differences in the arrival times of the AE wave at the sensors, which is called as triangulation method. But this method can not be applied in the material of which elastic wave propagtion velocity is not known. In this paper, we propose two methods, vector method and error minimization method, for AE source location on the material with unknown AE wave velocity. In this method, it is not needed to know the propagation velocity previously, that is, we can apply this method to arbitrary material of which properties are not known exactly. Also, in this paper, the robustness to the error in the measurement of time differences are discussed for both methods. Finally, in order to evaluate the actual performances, experiments using a pencil lead break as the AE source were carried out on the aluminum plate.

• Composites Research
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• 제18권5호
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• pp.15-20
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• 2005

본 논문에서는 복합재 파손에 의한 음향방출해석을 3차원 유한요소법과 외연시간적분법을 이용하여 구현하였다. 음원모델은 등가체적력 모델을 사용하였다. 계산기법의 타당성을 검증하기 위해 단일 섬유가 내재된 등방성 평판에서 섬유파손 시 발생하는 탄성파에 의한 동적변위를 시험과 비교하였다. 적층 복합재의 경우, 섬유와 기지를 각기 모델링한 방법과 균질화한 모델을 비교하여 차이점을 비교하였다. 음향방출에서 발생하는 고주파 성분을 검출하기 위해 계산시간 스텝이 매우 작아야 하며, 매우 많은 자유도의 모델이 동반되어야 한다. 이러한 대규모 문제를 효과적으로 해결하기 위해 병렬 계산 기법을 도입하였다.