• 제목/요약/키워드: Fundamental Wave Mode

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천부지각 2차원 속도구조를 위한 레일리파의 군속도와 위상속도 역산의 비교 연구 (A Study of the comparison of Inversion of Rayleigh wave Group and Phase Velocities for Regional Near-Surface 2-Dimensional Velocity Structure)

  • 이보라;정희옥
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.51-59
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    • 2006
  • 서해안 조간대에서 24 channel 탐사기로 획득한 표면파 자료의 위상속도와 군속도를 구한다음, 이를 역산하여 그 결과를 비교하였다. 위상속도의 분산곡선은 tau-p stacking 방법에 의하여, 군속도의 분산곡선은 wavelet analysis와 Multiple Filtering Technique의 두가지 방법을 사용하여 구하였다. 위상속도의 오차가 군속도의 오차보다 더 큰 것을 확인하였다. 군속도의 경우, wavelet analysis가 Multiple Filtering Technique 보다 fundamental mode와 higher mode를 구분하는데 더 효과적이었다. 역산결과, 군속도의 fundamental mode와 1st higher mode 를 동시에 사용했을 때, 공간적 해상도가 가장 좋았다. 이연구는 천부 지반의 S파 속도 구조를 구하는데, 군속도의 higher mode를 포함한 군속도 분산곡선을 사용하는 것이 효과적임을 시사한다.

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Prediction of the Fundamental Mode Lamb Wave Reflection from a Crack-Like Discontinuity Using Eigen-Mode Expansion

  • Park, Jae-Seok;Jang, Chang-Heui;Lee, Jong-Po
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.194-199
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    • 2010
  • Based on the idea of eigen-mode expansion, a method to analyze the reflection of Lamb wave from a finite vertical discontinuity of plate is theoretically derived and verified by experiment. The theoretical prediction is in good agreement with the experimental result, and this strongly suggests that eigen-mode expansion method could be used for solution of inverse scattering problem for ultrasonic testing using Lamb wave.

구조물 건전성 모니터링을 위한 Lamb파 모드 구별법 (A Method of Lamb-Wave Modes Decomposition for Structural Health Monitoring)

  • 전용주;박일욱;이우식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권8호
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    • pp.887-895
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    • 2012
  • Lamb waves have received a great attention in the structural health monitoring (SHM) societies because they can propagate over relatively large distances in wave guides such as thin plates and shells. The time-of-flights of Lamb waves can be used to detect damages in a wave guide. However, due to the inherent dispersive and multi-mode characteristics of Lamb waves, one must decompose the Lamb wave modes into the symmetric and anti-symmetric modes for SHM applications. Thus, this paper proposes a decomposition method for the two-mode Lamb waves based on two rules: the group velocity ratio rule and the mode amplitude ratio rule. The group velocity ratio rule means that the ratio of the group velocities of fundamental symmetric and anti-symmetric modes is constant, while the mode amplitude ratio rule means that the magnitude of the fundamental symmetric modes of all measured response signals should be always larger than those of the anti-symmetric mode once the input signal is applied so that the magnitude of fundamental symmetric mode of excited Lamb-wave is larger than that of anti-symmetric mode, and vice versa. The proposed method is verified through the experiments ducted for an aluminum plate specimen.

Dispersion of Rayleigh Waves in the Korean Peninsula

  • ;이기화
    • 지구물리
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    • 제9권3호
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    • pp.231-240
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    • 2006
  • The crustal structure of the Korean Peninsula was investigated by analyzing phase velocity dispersion data of Rayleigh waves. Earthquakes recorded by three component broad-band velocity seismographs during 1999-2004 in South Korea were used in this study. The fundamental mode Rayleigh waves were extracted from vertical components of seismograms by multiple filter technique and phase match filter method. Phase velocity dispersion curves of the fundamental mode signal pairs for 14 surface wave propagation paths on the great circle in the range 10 to 80 sec were computed by two-station method. Treating the shear velocity of each layer as an independent parameter, phase velocity data of Rayleigh wave were inverted. All the result models can be explained by a rather homogeneous crust of shear-wave velocity increasing from 2.8 to 3.25 km/sec from top to about 33 km depth without any distinctive crustal discontinuities and an uppermost mantle of shear-wave velocity between 4.55 and 4.67 km/sec. Our results turn out to agree well with recent study of Cho et al. (2006 b) based on the analysis of seismic background noises to recover short-period (0.5-20 sec) Rayleigh- and Love-wave group velocity dispersion characteristics.

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Attenuation of Fundamental Longitudinal Guided Wave Mode in Steel Pipes Embedded in Soil

  • Lee, Ju-Won;Shin, Sung-Woo;Na, Won-Bae
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.539-547
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    • 2010
  • In this study, characteristics of the fundamental longitudinal guided wave mode, L(0,1), which is a usual mode employed in the inspection of the above-ground pipe, of the buried pipe were numerically investigated considering property changes in the surrounding soil. Results showed that soil conditions are significantly affecting the attenuation of L(0,1) mode in the pipe embedded in soil. Especially, if the soil is partially saturated, the attenuation of L(0,1) mode is larger and is very similar regardless of the degree of water saturation in the surrounding soil. However, when the soil is fully saturated, the attenuation of L(0,1) mode is less and show different trend with its partially saturated counterparts.

토목관련 천부층 조사에서 다중 모드 표면파 역산의 효과 (Effectiveness of multi-mode surface wave inversion in shallow engineering site investigations)

  • Feng Shaokong;Sugiyama Takeshi;Yamanaka Hiroaki
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제8권1호
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    • pp.26-33
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    • 2005
  • 최근 들어 토목관련 천부층 조사에 다중 모드 표면파 위상 속도의 역산이 많은 관심을 받고 있다. 감도 분석, 그리고 합성탄성파자료와 현장자료의 역산 결과는 이 방법이 기본 모드만을 이용하는 것에 비해 매우 효과적임을 보여주고 있다. 이중 모드 레일리 파의 위상속도들에서 층의 두께와 전단파 속도에서의 조그만 변화는 고차 모드의 감도들을 (a) 다른 주파수 대역들에 모이게 하고 (b) 심도가 깊어질수록 기본 모드보다도 더 크게 한다. 이 관찰을 통해 다중 모드 위상 속도 역산을 이용하면 기본 모드 자료들만의 역산에 비해 변수값들을 더 잘 구분해 낼 수 있고 깊은 구조, 특히 속도 역전이 일어난 구조에 대해 보다 나은 영상을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 20 m 깊이에 저속도층이 존재하는 모델에서 이론적인 위상 속도들의 역산은 1차 모드만 첨가될 때 단지 연암층만을 영상화할 수 있다. 이 사실은 측정 가능한 가장 낮은 주파수가 단지 6 Hz 일 때 특히 중요하다. 현장시험들이 시추공과 PS 검층을 이용하여 조사된 지역들에서 행해졌다. 첫 번째 지역에서는 일본에서 심부 지질조사에 주로 이용되는 microtremor 배열 탐사가 35 m 깊이까지 토양층을 탐사하기 위해 사용되었다. 두 번째 지역에서는 12 m 깊이까지 조사하기 위해 sledgehammer 음원과 선형 다중 채널 수진기 전개를 이용하여 자료가 얻어졌다. 분산곡선 분석을 위해서 주파수-파수 파워 스펙트럼법이 사용되었고 각각의 시험에서 2차 모드의 속도까지 구해졌다. 다중 모드 역산 결과는 PS 검층기록과 잘 일치한다. 하지만 단지 기본 모드만을 이용하여 얻어진 결과는 매립지 아래의 천부 연암층까지의 깊이를 매우 작게 평가하였다.

반도체 레이저 다이오드의 횡방향 1차모드의 특성 해석 (An analysis of the lateral first-order mode characteristics for the semiconductor laser diodes)

  • 김형래;곽계달
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권12호
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    • pp.91-100
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    • 1995
  • This paper represents the lateral first-order mode characteristics for the semiconductor laser diodes using a two-dimensional numerical simulator. In order to analyze the lateral first-order mode characteristics, Helmholtz wave equation is solved twice for the lateral fundamental and the first-order mode considering the mode gain, total losses, and the recombination rate due to the stimulated emission radiation for the each mode independantly. Through this procedure, we find that the lateral first-order mode was easily guided as increasing the stripe width for the index-guiding structures, and that the lateral first-order mode seems to be dominated in the distribution of total light intensity when its output power reaches nearly half of that of the lateral fundamental mode. This results may be used to design the device structure which guides only the lateral fundamental mode.

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Continuous Wavelet Transform을 단주기 레일리파에 적용하여 구한 천부지반 S파 속도구조 (The S-wave Velocity Structure of Shallow Subsurface Obtained by Continuous Wavelet Transform of Short Period Rayleigh Waves)

  • 정희옥;이보라
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.903-913
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    • 2007
  • 천부지반에서 레일리파의 군속도와 위상속도 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하는 방법을 비교하였다. 위상속도를 구하기 위해서 ${\tau}-p$ stacking 방법을 이용하였고, 군속도를 구하기 위해서 두 가지 방법, multiple filtering technique(MFT) continuous wavelet transform(CWT) 방법을 사용하였다. 고차모드가 존재하는 경우, 위상속도에서 기본모드와 고차모드를 분리하기가 용이하지 않았고, 군속도에서는 continuous wavelet transform 방법이 multiple filtering technique보다 효과적이었다. S파 속도 역산 결과, 위상속도와 군속도의 기본 모드만 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 아주 얕았다. Continuous wavelet transform으로 구한 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 2배 이상 증가함을 알 수 있었다. 이는 1차 모드의 에너지가 더 깊은 층을 통과함으로 깊은 층에 대한 5파 속도 정보를 지니고 있기 때문으로 보인다. 위의 방법을 서해안 동호항의 조간대에 적용하여, continuous wavelet transform으로 구한 군속도의 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산하여 S파 속도구조를 구하고, 해당 지역의 시추조사 결과와 비교하였다.

레이저 여기 초음파의 2차원 컴퓨터 시뮬레이션 (2 D Computer Simulation of Laser-Generated Ultrasonic Wave)

  • 김경조
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권7호
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    • pp.1847-1853
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    • 2000
  • A computer simulation technique for 2-dimensional laser generated ultrasonic waves was developed for visualization and investigation of ultrasonic propagation in solids. The technique is similar to a finite difference method (FDM) and a mass-particle model method, but uses a new nodal calculation method based on fundamental consideration of an elastic wave equation. By this method, the propagation behavior oflaser generated ultrasonic wave in thermoelastic and ablation mode is visualized and shows good agreement with previous experimental result or the numerical analysis result by Green function.

표면파를 이용한 터키 이즈밋 근교 부지의 S파 속도 구조 규명 (Characterization of S-velocity Structure Near Izmit City of Turkey Using Ambient Noise and MASW)

  • 조창수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제11권3호
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    • pp.230-241
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    • 2008
  • 주변 잡음 자료를 이용한 부지 특성 규명 방법으로 삼각형 배열, 육각형 배열, 반원형 배열에 따른 표면파 분산곡선의 도출 특성을 파악하였고, 터키 이즈밋시의 인근 부지에 대한 부지특성을 살펴보기 위하여 주변 잡음 자료로부터 표면파 분산곡선과 H/V비를 도출하였다. 또한 MASW를 수행하여 고주파 분산곡선인 기본 모드와 1차 모드 분산곡선을 도출하였고 역산을 수행하여 S파 속도 구조를 구하였다. 표면파를 이용한 5파 속도 구조 규명에서는 역산시 비유일해의 문제가 발생하므로, MASW자료의 초동을 이용한 굴절법 토모그래피를 동시에 수행하여 얻어진 속도구조 비교를 통해서 유일해를 결정하였다.