• 지구물리와물리탐사
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• 제14권2호
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• pp.164-175
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• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권1호
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• pp.23-30
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• 2007

본 연구에서는 근접장 마이크로파 현미경을 이용하여 NaCl 용액의 농도검출센서로의 응용 가능성에 대해 알아보았다. 근접장 마이크로파 현미경은 높은 Q 인자를 갖는 유전체 공진기를 이용하여 고감도 특성을 갖는다. 측정과정에저 탐침이 액체 시료표면에 근접했을 때 발생할 수 있는 표면장력의 영향을 피하기 위해 튜닝폭 피드백시스템을 이용하여 탐침과 시료 사이의 거리를 $1{\mu}m$로 유지하였다. 측정은 4GHz에서 이루어졌으며 NaCl 용액의 농도 변화, 농도 및 온도 변화, 부피 변화에 따른 마이크로파 반사계수($S_{11}$)을 관측하여 농도를 측정하였다. 또한 선택적 반응 감도 특성을 알아보기 위하여 NaCl과 글루코스의 혼합용액에서 글루코스의 농도 및 NaCl 용액의 농도를 관측하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권2호
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• pp.148-154
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• 2004

자기지전류(MT)법의 3차원 모델링에 대해 소개한다. 3차원 MT 모델링은 MT 반응의 물리적 특성의 이해뿐만 아니라 지하의 3차원적 전기비저항 구조를 재구성하기 위한 역산법의 개발에도 필수적이다. 지난 20년 동안 3차원 모델링에 관한 여러 수치기법들이 개발되었으나 그 실용성에는 많은 한계가 있었다. 그러나 최근에는 컴퓨터의 급속한 발전과 대형 연립방정식에 대한 반복해법의 발전에 힘입어 이전에는 어려웠던 복잡한 3차원 구조에 대한 MT 반응을 효율적으로 모델링할 수 있게 되었다. 유한차분법에서는 자기 flux와 전류의 보존법칙을 만족하면서 전기장의 불연속을 표현할 수 있는 staggered 격자의 사용이 보편화되었다. 대형 연립방정식에 대한 수치해의 수렴성은 Krylov 부분공간법, 적당한 전처리 기술 및 정적 발산보정법을 채택함으로써 크게 향상된다. 변요소를 사용하는 벡터 유한요소법으로도 전기장의 불연속 문제를 해결할 수 있으며 이 방법이 가진 기하학적 유연성은 불규칙한 지표기복을 포함한 복잡한 구조를 모델화할 때 특히 유용하다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권1호
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• pp.16-24
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• 2008

섭동이론인 형태 섭동과 물질 섭동을 적용하여 도파관 공진기를 사용한 마이크로파 근접장 현미경의 특성에 대해 연구하였다. 먼저, Ansoft사의 HFSS (high frequency structure simulator)를 사용하여 공진기 내부의 모드해석과 함께 공진기에서 선형 및 고리형 탐침에 대해 전력전달이 최대가 되고 탐침의 감도 향상을 기대할 수 있는 위치를 확인하였다. 더불어, 유전율이 서로 다른 유전체 시료 (teflon, glass, $Al_2Q_3,\;LaAlO_3,\;SrTiO_3$)에 대해 마이크로파 반사계수$(S_{11})$를 측정하였다. 측정결과로부터 유전율이 증가함에 따라 마이크로파 반사계수$(S_{11})$는 증가하고 공진주파수는 감소하였다. 이를 통해, 도파관 공진기를 이용한 마이크로파 근접장 현미경에서 선형 및 고리형 탐침의 위치에 따른 공진기의 감도 및 공진특성에 대해 알아보았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권2호
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• pp.109-115
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• 2006

점토경반층 토양에서 수량 변이의 특성을 파악하기 위하여 센서를 통하여 관측된 깊이별 토양경도 및 ECa와 작물의 수량과의 관련성을 분석한 결과, 깊이별 토양의 경도는 점토가 집적된 지표면으로부터 15-30 cm 지점의 점토경반층 (argillic horizon)에서 높게 나타내고 있으며 토양의 깊이가 깊은 지점에서 토양경도의 변이가 작게 나타났다. 1994년부터 2002년까지 콩과 옥수수 수량과 작물생육기의 강우량을 분석한 결과 7-8월의 강우량이 작물의 수량과 매우 밀접한 관계를 가지고 있으며 이 기간의 강우량이 150 mm 이하이면 작물이 수분 부족으로 수량이 낮아지는 것으로 나타났다. 지표로부터 15-45 cm 지점에서 토양의 경도와 ECa 가 작물의 수량과 매우 유의한 상관을 갖는 것으로 나타났으며 "drought boundary" 인 7-8월의 강우량이 150 mm를 기점으로 각기 반대의 상관을 보이는 것으로 나타났다. 측정된 토양의 깊이별 경도 값과 ECa 를 이용하여 수량 추정식을 계산 하였으며 추정식의 검증을 위하여 별도의 독립적인 자료를 이용하여 추정된 수량과 측정된 수량의 표준오차를 비교한 결과 측정된 수량에 대한 표준오차의 비율이 4-16% 로 나타났으며 7-8월의 강우량이 150 mm 이하로 건조한 경우에 표준오차가 같은 시기에 강우량이 150 mm 이상으로 습윤한 경우보다 현저하게 표준오차가 크게 나타났다. 결론적으로 신속하고 경제적으로 이용할 수 있는 센서 측정자료와 작물수량과의 관련성을 분석한 결과, 연구에 이용된 점토경반층 토양에서 센서를 이용하여 측정한 ECa 및 깊이별 토양경도와 작물 수량간에 통계적으로 유의한 상관이 있음을 알 수 있다.

• 천문학회보
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• 제42권1호
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• pp.40.3-41
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• 2017

Korea Astronomy and Space Science Institute The observation of particles and waves using a single satellite inherently suffers from space-time ambiguity. Recently, such ambiguity has often been resolved by multi-satellite observations; however, the inter-satellite distances were generally larger than 100 km. Hence, the ambiguity could be resolved only for large-scale (> 100 km) structures while numerous microscale phenomena have been observed at low altitude satellite orbits. In order to resolve those spatial and temporal variations of the microscale plasma structures on the topside ionosphere, SNIPE mission consisted of four (TBD) nanosatellites (~10 kg) will be launched into a polar orbit at an altitude of 700 km (TBD). Two pairs of satellites will be deployed on orbit and the distances between each satellite will be from 10 to 100 km controlled by a formation flying algorithm. The SNIPE mission is equipped with scientific payloads which can measure the following geophysical parameters: density/temperature of cold ionospheric electrons, energetic (~100 keV) electron flux, and magnetic field vectors. All the payloads will have high temporal resolution (~ 16 Hz (TBD)). This mission is planned to launch in 2020. The SNIPE mission aims to elucidate microscale (100 m-10 km) structures in the topside ionosphere (below altitude of 1,000 km), especially the fine-scale morphology of high-energy electron precipitation, cold plasma density/temperature, field-aligned currents, and electromagnetic waves. Hence, the mission will observe microscale structures of the following phenomena in geospace: high-latitude irregularities, such as polar-cap patches; field-aligned currents in the auroral oval; electro-magnetic ion cyclotron (EMIC) waves; hundreds keV electrons' precipitations, such as electron microbursts; subauroral plasma density troughs; and low-latitude plasma irregularities, such as ionospheric blobs and bubbles. We have developed a 6U nanosatellite bus system as the basic platform for the SNIPE mission. Three basic plasma instruments shall be installed on all of each spacecraft, Particle Detector (PD), Langmuir Probe (LP), and Scientific MAGnetometer (SMAG). In addition we now discuss with NASA and JAXA to collaborate with the other payload opportunities into SNIPE mission.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.730-736
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• 2014

선박 운항에 필요한 전기 전자 장비에 대한 시험 규격은 IEC-60533 규격을 적용하고 있으나 선교구역, 일반전원 분배구역에 대한 규제치만 제시하고 있으며 특별전원 분배구역에 대한 별도의 규제치가 정립되어 있지 않다. 이로 인하여 특별전원 분배구역에 설치되는 각종 장비 대하여 과도한 사양을 요구하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 실선에서 특별전원 분배구역에서의 전원 잡음을 측정하였고 일반전원 분배구역의 규격과 실선에서 측정한 값 들을 비교 분석 하였다. 실제 측정한 실선 한바다 호에서는 저주파 대역 160kHZ대역에서 6~8dB의 차이가 나타났고 고주파 1.97GHz대역에서 약 8.7dB의 차이를 보이고 있다. 또한 한나라 호에서 측정된 측정값은 1MHz, 11MHz, 25MHz에서 4~5dB 정도 ICE-60533의 기준과 차이를 나타내고 있다. 따라서 더 많은 실험을 한 후 자료를 비교 분석하여 특별전원 분배구역의 규격이 지정 되어야 할 것이다.

• 환경생물
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• 제17권1호
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• pp.1-9
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• 1999

산업활동의 부산물인 chlorofluorocarbons(CFCs)와 같은 물질들의 대기권 유입으로 오존층의 파괴가 극심해짐에 따라 자외선의 지표유입량이 증가되는 추세를 보이는데, 특히 중파자외선의 증가는 DNA, 단백질, 지질 등에 의한 흡수를 통하여 생물학적 폐해를 야기할 수 있다는 점에서 주목된다. 최근 측정 결과 우리나라 동해안에서 해수표면에 도달되는 중파자외선 광량의 1%가 수심 l0 m까지 침투하는 것으로 나타났는데, 이는 해양생태계 생산성의 대부분이 해양 수심의 상위 2.5%에 해당되는 투광대에 의존한다는 점을 감안할 때 자외선에 의한 막대한 생태학적 폐해를 예견하게 해준다. 실내배양실험 연구에서 중파자외선은 대형해조류의 생장 및 광합성을 억제하고 광합성 색소를 파괴하는 등의 생물독성학적 효과를 보였다. 반면, 자외선의 피해로부터 해조류를 보호해 주는 몇 가지 기작이 밝혀진 바 있는데, 어린시기의 갈조류 다시마는 청색광에 의한 광재활성화 능력을 함유한 것으로 보이고, 한국산 녹조 구멍갈파래와 홍조 도박류에서는 자외선을 강하게 차단하는 흡수물질이 형성됨을 알 수 있었다. 그러나 이러한 적응기능들이 해조류에서 보편적으로 나타나는 것인지에 대해서는 좀 더 연구가 필요하다. 해양생태계는 대기 중 CO$x_2$를 이용하여 1년에 약 100 Gt의 유기물질을 생산해내고, 인류가 소비하는 식품의 30%를 제공한다는 점에서 자외선에 의한 생물량의 감소는 해조류 뿐만 아니라 먹이망에 의해서 복잡한 연결구조를 지닌 생태계 전체의 붕괴를 야기할 수 있는 심각한 사안이라고 할 수 있다. 따라서, 자외선에 대한 피해를 연구 평가하여 전략을 세우고 이를 예측하는 예보시스템을 개발할 필요성이 절실히 부각된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.245-251
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• 2019

소나방위정확도는 소나에서 예측한 표적방위와 실 표적방위와의 일치성을 나타내며 측정을 통해 구해진다. 하지만 소나방위정확도 측정 시에는 복잡하고 다양한 환경 요인이 작용하는 해상에서 이루어지는 관계로 여러 오차가 결과에 포함된다. 특히 GPS 수신장치와 소나센서 위치 차이로 발생하는 관측위치오차와 수중 음파 속도와 공기 중 전자파 속도 사이에서 발생되는 시간지연오차는 정확도에 큰 영향을 미치는 요소이다. 이런 관측위치오차와 시간지연오차를 자동화도구 없이 보정하는 것은 많은 노력이 들어가는 작업이다. 이에 본 연구에서는 관측위치오차와 시간지연오차를 보정하는 소나방위정확도 측정 장비를 제안하였다. 실험은 모의데이터와 실 해상데이터를 통해 이루어졌으며, 실험 결과 관측위치오차와 시간지연오차가 시스템적으로 보정되어 모의데이터인 경우 51.7%, 실 해상데이터인 경우 18.5% 이상 보정됨을 확인하였다. 제안한 방법을 통해 향후 소나시스템 탐지성능 검증의 효율성 및 정확성 향상을 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권2호
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• pp.25-33
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• 2001

토목이나 건설 그리고 환경 분야에서 요구하는 지반 조사에 대한 공학적인 적용을 위하여 주파수 영역 루프-루프 전자탐사 연구를 수행하였다. 이를 위하여 송신 루프와 수신 루프가 동일면을 이루는 수평동일면 배열과 수직동일면 배열을 이용하였고, 각 배열에 대해 세 개의 이상성분을 측정 자료로 하여 영상을 구성하였다. 본 연구에서의 모형 반응 계산은 확장된 Born 근사를 이용한 2.5차원 적분방정식을 이용하였고, 역산 과정에서 분해능의 향상을 위해 ACB(Active Constraint Balancing)를 채택하였다. 모형 반응을 통한 1차원 및 2차원 역산 알고리듬을 적용시켜 본 결과, 층서구조에서는 비교적 1층의 전기전도도가 높을수록 모델 변수의 추정이 용이하였으며, 2차원 고립 이상체에 대한 역산 결과는 전도성 이상체와 비전도성 이상체의 위치를 잘 확인할 수 있었다. 또한 VCP배열 자료의 역산 결과보다 HCP배열 자료의 역산 결과에서 보다 나은 해상도를 보였으며, HCP배열과 VCP배열의 자료를 동시에 역산하였을 경우에 분해능의 향상을 확인하였다. 실제 루프-루프 전자탐사의 현장 자료 획득을 위해서 캐나다 Geonics사의 전자탐사 장비 EM34-3XL을 이용하였으며, 전기비저항 탐사 자료와 동일 측선상에서 비교 분석하였다. 역산 결과, 1차원 역산 보다는 2차원 역산 알고리듬을 이용하여 구성한 영상에서 전기비저항 탐사 결과와 매우 유사한 만족할만한 전기비저항 분포를 확인할 수 있었다. 따라서 현장에서의 개략적인 지반 조사를 위한 루프-루프 전자탐사의 응용이 기대된다.