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유한요소법에 의한 MT 법의 2차원 해석
Two-Dimensional Magnetotelluric Interpretation by Finite-Element Method 원문보기

물리탐사 = Geophysical exploration, v.11 no.2, 2008년, pp.85 - 92  

김희준 (부경대학교 환경탐사공학과) ,  최지향 (서울대학교 에너지시스템공학부) ,  한누리 (서울대학교 에너지시스템공학부) ,  이성곤 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) ,  송윤호 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부)

초록
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자기지전류(MT)법은 지열조사에 효과적인 기술로 널리 적용되고 있다. 지열 지역의 복잡한 구조를 효율적으로 밝히기 위해서 보통 2차원 해석이 사용된다. 2차원 유한요소법(FEM)은 MT 해석을 위해 자주 사용되지만 소위 보조장의 계산 정밀도에는 주위를 기울어야 한다. Rodi (1976)는 보조장의 계산 정밀도를 향상시키는 방법을 제안하고 MOM 법이라 명명하였다. 그러나 이 방법은 유한요소 전체방정식의 대각 요소에 0을 추가하기 때문에 이를 풀 때 pivoting이 필요해 계산 효율이 떨어진다. 원래 MOM 법은 주로 역산 해석을 위해 고안된 것으로서 전기장자기장편미분을 동시에 구할 때 유용하다. 만일 모델링만이 필요하면 MOM 법을 경유하여 계수행렬을 수정하지 않아도 보조장을 FEM 해에서부터 직접 유도할 수 있다. 또한 MOM 법의 계산효율도 전체방정식 계수행렬의 행을 적절히 교환하면 크게 향상될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Magnetotelluric (MT) methods are widely applied as an effective exploration technique to geothermal surveys. Two-dimensional (2-D) analysis is frequently used to investigate a complicated subsurface structure in a geothermal region. A 2-D finite-element method (FEM) is usually applied to the MT anal...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 MOM 법은 계산효율이 높은 편이 아니어서 MT 모델링 자체에는 적합하진 않지만, 전기장과 자기장이 하나의 전체방정식에서 동시에 구해지기 때문에 역산에 필요한 감도(sensitivity)를 구하고자 할 때는 상당한 위력을 발휘할 수 있다. 여기서는 MT의 2차원 해석에 필요한 이론과 필요한 전자기장을 MOM 법으로 계산하는 방법을 소개하고, 이를 이용해 MT 모델링의 계산 효율을 높이는 방법을 설명한다.

가설 설정

  • 이다. 대기 중에서 전기장은 변하므로 영역의 상단은 지표면보다 충분히 먼 상공에 있다고 가정한다. 입사 평면파는 Ex성분과 Hy성분을 가지므로 영역을 상단에서 Hy= 1, Hz= 0라고 놓으면 (16)식은
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최근 국내에서 자기지전류 탐사 및 자료를 획득한 사례는 무엇인가? 최근 국내에서는 한반도를 대각 횡단하는 240 km의 측선을 따라 50개 측점에서 MT탐사가 실시되었으며(이춘기 등, 2007), 또한 한국지질자원연구원에서는 포항 북부 지역 및 제주도에서 다수의 측선을 설정하여 대량의 MT 자료를 획득하였다. 이들 자료에 대해 현재 기존의 해석 프로그램을 이용하여 간단한 2차원 및 3차원 해석이 시도되고 있으나(송윤호등, 2006; Uchida et al.
자기지전류법은 무엇에 효과적인 기술로 널리 적용되는가? 자기지전류(MT)법은 지열조사에 효과적인 기술로 널리 적용되고 있다. 지열 지역의 복잡한 구조를 효율적으로 밝히기 위해서 보통 2차원 해석이 사용된다.
지열 지역의 복잡한 구조를 효율적으로 밝히기 위해서 어떠한 해석이 주로 사용되는가? 자기지전류(MT)법은 지열조사에 효과적인 기술로 널리 적용되고 있다. 지열 지역의 복잡한 구조를 효율적으로 밝히기 위해서 보통 2차원 해석이 사용된다. 2차원 유한요소법(FEM)은 MT 해석을 위해 자주 사용되지만 소위 보조장의 계산 정밀도에는 주위를 기울어야 한다.
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참고문헌 (12)

  1. 김희준, 남명진, 한누리, 최지향, 이태종, 송윤호, 서정희, 2004, MT 자료의 3차원 역산 개관, 물리탐사, 7, 207-212 

  2. 송윤호, 이태종, Uchida, T., 2006, 가청주파수 대역 MT 탐사자 료에서 원거리 기준점의 효과, 한국지구시스템공학회지, 43, 44-54 

  3. 이성곤, 송윤호, 조성준, 손정술, 정승환, 2002, 지형을 포함한 MT 탐사 자료의 2차원 모델링과 역산, 물리탐사, 5, 291-298 

  4. 이춘기, 권병두, 이희순, 조인기, 오석훈, 송윤호, 이태종, 2007, 한반도 횡단 자기지전류 탐사에 의한 상부 지각의 지전기적 구조 연구, 한국지구과학회지, 28, 187-201 

  5. Lee, S. K., Kim, H. J., Lee, C.-K., and Song, Y., 2008, MT2DInvMatlab?A program in MATLAB and FORTRAN for two-dimensional magnetotelluric inversion, Computers & Geosicience. (in minor revision) 

  6. Lee, T. J., Lee, S. K., Song, Y., and Uchida, T., 2006, The deep geological structure of Jeju Island from 2-D interpretation of AMT and MT data, Proc. 8th SEGJ Int. Symp., 109-114 

  7. Nam, M. J., Kim, H. J., Song, Y., Lee, T. J., and Suh, J. H., 2006, Three-Dimensional Correction in Magnetotelluric Surveys Using Edge Finite-Element Modeling, Proc. 10th Int. Symp. RAEG 2006, 59-64 

  8. Rodi, W. L., 1976, A technique for improving the accuracy of finite element solutions for magnetotelluric data, Geophys. J. R. astr. Soc., 44, 483-506 

  9. Sheen, D.-H., Kim, H. J., and Baag, C.-E., 2000, A technique for improving the efficiency of finite element solutions in magnetotelluric modeling, 70th Ann. Internat. Mtg., Soc. Expl. Geophys., Expanded Abstracts, 442-445 

  10. Smith, J. T., and Booker, J. R., 1991, Rapid inversion of twoand three-dimensional magnetotelluric data, J. Geophys. Res., 96, 3905-3922 

  11. Uchida, T., Song, Y., Lee, T. J., Lee, S. K., and Lim, S. K., 2006, Far remote reference analysis of MT and AMT data in Jeju Island, Korea, Proc. 10th Int. Symp. RAEG 2006, 75-78 

  12. Wannamaker, P. E., Stodt, J. A., and Rijo, L., 1986, Twodimensional topographic responses in magnetotellurics modeled using finite elements, Geophysics, 51, 2131-2144 

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