• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.489-489
• /
• 2023

최근 유량 측정을 위해 사용되는 ADCP를 통해 부가적으로 측정되는 초음파산란도 자료를 활용하여 부유사농도를 측정하는 연구가 수행되고 있다. 이에 국내에서는 국가하천에 설치되어 있는 자동유량관측소의 초음파산란도를 활용하여 연속적인 부유사농도를 측정하는 연구가 수행되고 있다. 이를 통해 10분 단위로 연속적인 유사량 자료를 생산할 수 있을 것으로 기대되며, 현재 유사량 측정결과의 제공을 위해 사용되는 유량-유사량 관계곡선의 산포로 인한 신뢰도 문제를 개선할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그러나, 이미 설치된 자동유량관측소의 H-ADCP 원시데이터를 활용하여 다지점에서 부유사농도를 측정에 대한 분석을 수행하기 위해서는 초음파산란도의 보정, 관계식 개발, 관계식 적용을 통한 유사량 측정 결과의 분석을 위한 소프트웨어 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 초음파산란도 자료를 이용하여 부유사농도를 분석할 수 있는 소프트웨어 개발하고자 하였다. 개발된 소프트웨어는 Microsoft Visual Studio를 이용하여 C# 언어를 사용하여 개발하였으며, ComponentOne 라이브러리를 활용하여 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 구현하였다. 소프트웨어의 구성은 H-ADCP 원시자료와 실측 부유사농도 자료와의 시간동기화를 통해 동일시간에서 측정된 자료를 획득, 초음파산란도의 보정과 지표로 활용할 초음파산란도의 측정영역 분석, 초음파산란도-부유사농도와의 다중 회귀를 통한 관계식 개발 및 통계 분석결과 도출, 관계식을 활용한 부유사농도 계산을 수행할 수 있도록 구성하였다. 본 연구를 통해 개발된 소프트웨어를 통해 추후에 시범적용 예정인 자동유량관측소의 초음파산란도를 활용 부유사농도 측정 방법에 대한 분석 효율성을 향상시키고, 지속적인 개선을 통해서 실제 실무에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.42 no.5
• /
• pp.422-428
• /
• 2023

Ultrafast ultrasound imaging has been applied to various imaging approaches, including shear wave elastography, ultrafast Doppler, and super-resolution imaging. However, these methods are still challenging in real-time implementation for three Dimension (3D) or portable applications because of their massive data rate required. In this paper, we proposed an adaptive quantization method that effectively reduces the data rate of large Radio Frequency (RF) data. In soft tissue, ultrasound backscatter signals require a high dynamic range, and thus typical quantization used in the current systems uses the quantization level of 10 bits to 14 bits. To alleviate the quantization level to expand the application of ultrafast ultrasound imaging, this study proposed a depth-sectional quantization approach that reduces the quantization errors. For quantitative evaluation, Field II simulations, phantom experiments, and in vivo imaging were conducted and CNR, spatial resolution, and SSIM values were compared with the proposed method and fixed quantization method. We demonstrated that our proposed method is capable of effectively reducing the quantization level down to 3-bit while minimizing the image quality degradation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.252-252
• /
• 2022

최근 기존의 전통적인 부유사채집기를 활용한 유사량 측정방법의 대안으로 지속적인 유량측정을 목적으로 활용되고 있는 횡방향 초음파도플러유속계의 초음파산란도를 활용하여 부유사농도를 측정에 대한 연구가 수행되고 있다. 하지만, 하천에서 횡방향 초음파도플러유속계를 활용한 유사량 측정 연구는 현장에서 측정된 자료를 기반으로 분석이 수행되기 때문에 통제된 유사 조건에서의 유사의 농도 및 입도분포에 대한 사전 정보를 바탕으로 정밀한 분석의 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 안동하천실험센터 순환수로에서 균일한 입도를 가지고 있는 황토를 활용하여 주입량에 따른 초음파산란도의 변화와 동시에 측정된 LISST(laser in-situ scattering and transmissometry)의 부유사 농도와 입도 자료를 활용하여 유사공급에 따른 3Mhz의 단일 주파수를 사용하는 횡방향 초음파도플러유속계의 초음파산란도를 활용한 부유사농도 및 평균입경의 측정에 대한 연구를 수행하였다. 측정결과, 유사공급에 따라서 초음파산란도를 활용하여 부유사농도가 증가하는 경향을 나타내고 있었으며, 횡방향 초음파도플러유속계로부터 측정된 셀별 초음파산란도를 활용하여 부유사농도의 공간적인 분포의 분석이 가능함을 확인할 수 있었다. 그리고 유사감쇄계수를 활용하여 LISST로부터 측정된 평균입경과의 관계식을 개발하여 유사공급에 따른 평균입경의 변화를 측정할 수 있을 것으로 나타났다. 추후, 통제된 조건에서의 다양한 입도분포에 따른 실험을 통해 횡방향 초음파도플러유속계의 초음파산란도를 활용한 부유사농도 측정 정확도를 개선과 유사감쇄계수를 통해 평균입경을 측정하는데 활용이 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.125-125
• /
• 2020

European Space Agency's Sentinel-1 has an improved spatial and temporal resolution, as compared to previous satellite data such as Envisat Advanced SAR (ASAR) or Advanced Scatterometer (ASCAT). Thus, the assumption used for low-resolution retrieval algorithms used by ENVISAT ASAR or ASCAT is not applicable to Sentinel-1, because a higher degree of land surface heterogeneity should be considered for retrieval. The assumption of homogeneity over land surface is not valid any more. In this study, considering that soil roughness is one of the key parameters sensitive to soil moisture retrievals, various approaches are discussed. First, soil roughness is spatially inverted from Sentinel-1 backscattering over Yanco sites in Australia. Based upon this, Artificial Neural Networks data (feedforward multiplayer perception, MLP, Levenberg-Marquadt algorithm) are compared with Fractal approach (brownian fractal, Hurst exponent of 0.5). When using ANNs, training data are achieved from theoretical forward scattering models, Integral Equation Model (IEM). and Sentinel-1 measurements. The network is trained by 20 neurons and one hidden layer, and one input layer. On the other hand, fractal surface roughness is generated by fitting 1D power spectrum model with roughness spectra. Fractal roughness profile is produced by a stochastic process describing probability between two points, and Hurst exponent, as well as rms heights (a standard deviation of surface height). Main interest of this study is to estimate a spatial variability of roughness without the need of local measurements. This non-local approach is significant, because we operationally have to be independent from local stations, due to its few spatial coverage at the global level. More fundamentally, SAR roughness is much different from local measurements, Remote sensing data are influenced by incidence angle, large scale topography, or a mixing regime of sensors, although probe deployed in the field indicate point data. Finally, demerit and merit of these approaches will be discussed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.47-47
• /
• 2020

하천 유사량 자료는 하천관리를 위해 기초적으로 활용되는 자료로 하천의 유지관리를 위한 유사량 자료의 측정은 필수적이다. 따라서, 현재 국내에서는 전국에 138개소의 국가유사량관측망에서 지속적인 유사량 측정을 수행하고 있지만, 기존의 재래식 부유사 채집기를 이용한 부유사 측정을 수행하고 있어 연간 약 20개소 내외에서만 직접조사가 수행되고 있고, 2019년도 기준 전국 138개소 중에서 2006년~2018년 동안 최소 1회 이상 유사량 측정을 수행한 지점은 40개소로 국가 유사량관측망의 약 29% 지점에 대해서만 조사가 수행되고 있다. 해외의 경우에도 기존 재래식 채집기를 통한 유사량 관측을 주로 수행하고 있지만 최근에는 기존 채집기를 이용한 유사량 조사방법의 고비용·저효율로 인한 시공간적 한계로 인해 대안기술이 개발되고 있다. 특히, 최근 해외에서는 ADCP를 활용한 유사량 측정 기술이 기존 부유사 채집기를 이용한 유사량 조사방법의 대안으로 시도되고 있다. ADCP를 이용한 유사량 측정방법은 ADCP의 초음파산란도를 활용하여 간접적으로 부유사의 농도를 추정하는 기술로 ADCP를 이용하여 유량자료과 함께 유사량 자료를 확보할 수 있을 것으로 기대되는 기술이다. 특히, 기존에 설치된 국가하천 자동유량측정장치(H-ADCP)에 적용이 가능하다면 다지점에서의 지속적인 유량측정과 함께 부유사 농도의 측정이 가능할 것으로 기대되고 있다. 이에 본 연구에서는 기존 국가하천에 설치되어 있는 자동유량측정장치(H-ADCP)의 초음파산란도를 활용한 부유사농도 측정 기술의 적용성을 검토하였다. 적용성의 검토를 위해 2016년 진동지점에서 수집된 H-ADCP 원시자료를 사용하여 초음파산란도를 활용한 부유사농도 측정 방법을 시범적으로 적용하였다. 적용결과, 실측 부유사농도와 H-ADCP로부터 추정된 부유사 농도를 비교를 통해서 H-ADCP를 활용한 부유사농도 측정 방법의 가능성을 확인할 수 있었지만, 기술적인 보완 및 개선이 필요할 것으로 판단되었다. 추후에는 지속적인 연구를 통해 ADCP 유사량 측정기술이 개발된다면 기존 부유사 채집기를 이용한 유사량 측정 방법의 대안으로 유사량 조사를 목적으로 활용이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• Progress in Medical Physics
• /
• v.33 no.4
• /
• pp.108-113
• /
• 2022

Purpose: Proton therapy has been used for optimal cancer treatment by adapting its Bragg-peak characteristics. Recently, a tissue-sparing effect was introduced in ultrahigh-dose-rate (FLASH) radiation; the high-energy transmission proton beam is considered in proton FLASH therapy. In measuring high-energy/ultrahigh-dose-rate proton beam, Faraday Cup is considered as a dose-rate-independent measurement device, which has been widely studied. In this paper, the feasibility of the simply designed Faraday Cup (Poor Man's Faraday Cup, PMFC) for transmission proton FLASH therapy is investigated. Methods: In general, Faraday cups were used in the measurement of charged particles. The simply designed Faraday Cup and Advanced Markus ion chamber were used for high-energy proton beam measurement in this study. Results: The PMFC shows an acceptable performance, including accuracy in general dosimetric tests. The PMFC has a linear response to the dose and dose rate. The proton fluence was decreased with the increase of depth until the depth was near the proton beam range. Regarding secondary particles backscatter from PMFC, the effect was negligible. Conclusions: In this study, we performed an experiment to investigate the feasibility of PMFC for measuring high-energy proton beams. The PMFC can be used as a beam stopper and secondary monitoring system for transmission proton beam FLASH therapy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.44-44
• /
• 2022

우리나라의 경우 강수량의 2/3 정도가 하절기에 집중되는 강우특성상 해마다 여름철 홍수기의 탁수 문제가 다양하게 발생하고 있다. 이상강우와 기상이변에 의한 집중강우가 증가 추세이며, '02년 태풍 루사', '03년 태풍 매미', '06년 에위니아'부터 20년 마이삭, 하이선 까지 장마와 태풍에 의한 유입량이 급증하는 시기 탁수의 유입으로 수중 탁도가 급상승하며 댐 저수지 내 탁수 문제가 발생하였다. 특히 연 평균 물사용량의 대부분을 하천 및 댐 저수지를 이용하는 우리나라의 경우 탁수 문제가 장기화될 경우 댐 하류 해당 지역 농업, 공업, 수생태 등 사회적, 환경적으로 많은 문제를 발생시킨다. 이러한 탁수 예측을 통한 대응을 위해 탁수 모델링에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탁수를 모델링을 위해서는 유량, 수온, SS 데이터가 필요하다. 이를 위해 국가측정망에서 하천 및 댐 저수지 내 SS를 측정하여 탁수를 측정 하고 있으나 설비가 미흡하여 데이터 해상도가 낮다는 한계점이 있으며 주요 댐 저수지 내에서는 수자원공사에서 관리하는 자동 측정기기를 활용하여 높은 데이터 해상도를 유지 하고 있으나 댐 별, 기상 조건에 따라 미측정 기간이 존재한다. 탁도를 측정을 위한 센서로는 Optical Backscatter Sensor(OBS), YSI 등이 있으며 SS를 측정하기 위한 센서는 레이저부유사측정기(LISST: Laser In-Situ Scattering and Transmissometry) 등의 장비를 이용하고 있다. 하지만 이런 첨단 센서의 경우 또한 수중 고정하여 측정하기에는 장비의 안정성 등의 이유로 한계가 있음에 따라 취득된 유량, 수온, SS, 탁도 데이터를 기반으로 분석을 통해 미측정 기간에 대한 보간이 필요하다. 본 연구에서는 국가 측정망 데이터 및 강우시 유량에 따른 탁수 유입의 증가와 탁수 유입에 따른 항목별 측정 데이터를 기반으로 유량, 수온, SS 미측정 기간을 보간하여 입력자료로 탁수를 모의하여 분석하고자 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
• /
• v.20 no.1
• /
• pp.16-24
• /
• 2024

Denting of steam generator (SG) tube is defined as the reduction in tube diameter due to the stresses exerted by the corrosion products formed on the outer diameter surface. This phenomenon is mostly observed in the crevices between SG tube and the top-of tubesheet or tube support plate. Despite the replacement of SG tube with Alloy 690, which has better corrosion resistance than Alloy 600, the denting of SG tube still remains a potential problem that could decrease the SG integrity. Deformation of SG tube by denting phenomenon can affect the surface properties and microstructure of SG tube. In this study, the effects of plastic deformation on surface properties and microstructure of Alloy 690 thermally treated (TT) tube was investigated by using the various analysis techniques. The plastic deformation of Alloy 690 increased the surface roughness and area. Many surface defects such as ripped surface and micro-cracks were observed on the deformed Alloy 690TT specimen. Based on the electron backscatter diffraction analysis, the dislocation density of deformed SG tube increased compared to non-deformed SG tube. In addition, the effects of changes in surface properties and microstructure of SG tube on general corrosion behavior were discussed.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
• /
• v.18 no.1
• /
• pp.1-12
• /
• 2013

Acoustic backscatter profiles were measured by Eco-sounder along an east-west section in the mid-eastern Yellow Sea and at an anchoring station in the low salinity region off the Keum River estuary in September 2012, with observing physical water property structure by CTD. Tidal front was established around the sand ridge developed in 50 m depth region. Internal waves measured by Eco-sounder during low tide period in the eastern side of the sand ridge were nonlinear depression waves with wave height of 15 m and mean wavelength of 500 m. These waves were interpreted into tidal internal waves that were produced by tidal current flowing over the sand ridge to the southeast. When weakly non-linear soliton model was applied, propagation speed and period of these internal depression wave were 50 m/s and 16~18 min. Red tides by Dinoflagelates Cochlodinium were observed in the sea surface where strong acoustic scattering layer was raised up to 7 m. Hourly CTD profiles taken at the anchoring station off the Keum River estuary showed the halocline depth change by tidal current and land-sea breeze. When tidal current flowed strongly to the northeast during flood period and land-breeze of 7 m/s blew to the west, the halocline was temporally raised up as much as 2 m and acoustic profile images showed a complex structure in the surface layer within 5-m depth: in tens of seconds the declined acoustic structure of strong and weak scattering signals alternatively appeared with entrainment and intrusion shape. These acoustic profile structures in the surface mixed layer were observed for the first time in the coastal sea of the mid-eastern Yellow Sea. The acoustic profile images and turbidity data suggest that relatively transparent low-layer water be intruded or entrained into the turbid upper-layer water by vertical shear between flood current and land breeze-induced surface current.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
• /
• v.46 no.1
• /
• pp.23-31
• /
• 2013

Microwave remote sensing can help monitor the land surface water cycle and crop growth. This type of remote sensing has great potential over conventional remote sensing using the visible and infrared regions due to its all-weather day-and-night imaging capabilities. In this paper, a ground-based multi-frequency (L-, C-, and X-band) polarimetric scatterometer system capable of making observations every 10 min was developed. This system was used to monitor the wheat over an entire growth cycle. The polarimetric scatterometer components were installed inside an air-conditioned shelter to maintain constant temperature and humidity during the data acquisition period. Backscattering coefficients for the crop growing season were compared with biophysical measurements. Backscattering coefficients for all frequencies and polarizations increased until dat of year 137 and then decreased along with fresh weight, dry weight, plant height, and vegetation water content (VWC). The range of backscatter for X-band was lower than for L- and C-band. We examined the relationship between the backscattering coefficients of each band (frequency/polarization) and the various wheat growth parameters. The correlation between the different vegetation parameters and backscatter decreased with increasing frequency. L-band HH-polarization (L-HH) is best suited for the monitoring of fresh weight (r=0.98), dry weight (r=0.96), VWC (r=0.98), and plant height (r=0.96). The correlation coefficients were highest for L-band observations and lowest for X-band. Also, HH-polarization had the highest correlations among the polarization channels (HH, VV and HV). Based on the correlation analysis between backscattering coefficients in each band and wheat growth parameters, we developed prediction equations using the L-HH based on the observed relationships between L-HH and fresh weight, dry weight, VWC and plant height. The results of these analyses will be useful in determining the optimum microwave frequency and polarizations necessary for estimating vegetation parameters in the wheat.