Small profile concavity of a fine-bed alluvial channel

Byun, Jongmin,Paik, Kyungrock Geological Society of America 2017 Geology Vol.45 No.7

<P>Although most natural streams have concave-upward longitudinal profiles, there are conflicting perspectives about whether an alluvial channel is less concave than a bedrock channel. Alluvial channels can be classified as coarse-bed and fine-bed channels, depending on the bed grain size. Both are transport limited, but the threshold of motion differs greatly. Whereas a coarse-bed alluvial channel can be claimed to be as concave as a bedrock channel, we claim that a fine-bed channel is distinguishably less concave. We derive the concavity index of a fine-bed alluvial channel using the power-law relationships emergent at a steady-state river network. For known ranges of the scaling parameters, our formulation informs a range of concavity index as 0.07 +/- 0.09 for a fine-bed alluvial channel. Our analyses of previous laboratory experiments and real fine-bed alluvial channels in the midwestern U.S. and northern Europe also support our conclusions, i.e., small profile concavity of steady-state fine-bed alluvial channels.</P>

2차원 지질시간 규모 수치지형발달모형의 활용과 개발을 위한 이론적 토대

변종민(Jongmin Byun) 대한지리학회 2011 대한지리학회지 Vol.46 No.3

컴퓨터 기술이 발달하면서, 지질시간 규모에서 다양한 지형형성작용들의 복합적인 영향으로 인한 지형발달을 모의하는 것이 가능하게 되었다. 본 연구는 최근 들어 활용도가 점차 높아지고 있는 2차원 지질시간 규모 수치지형발달모형을 소개하며, 특히 지질시간 규모에서 주요한 지형형성작용들을 모형화하기 위한 접근 방법들을 중점적으로 다루었다. 수치지형발달모형은 지형체계를 구성하는 체계요소와 이들 간의 관계를 미분방정식으로 표현한 후 이의 해를 수치적으로 구함으로써 지형발달을 모의한다. 수치지형발달모형 연구는 장기간에 걸친 지형체계요소들간의 관계를 정량적 관점에서 최대한 단순하게 모형화하고 이를 결합하는 것에서부터 시작되었고, 후대 연구자들에 의해 보다 정교해지고 있다. 본 연구에서 소개한 이론들은 수치지형발달모형을 한반도에 적용하거나 개발하려는 연구자들에게 도움이 될 것으로 기대된다. Advances in computer technology enabled us to simulate the integrated effects of various geomorphic processes on landscape evolution. This review introduces a theoretical framework for 2-dimensional numerical landscape evolution models (NLEMs) which have recently been used for various research purposes. In particular much attention is paid to the approaches deployed to model major geomorphic processes on a geological time scale in previous research. NLEMs can simulate landscape evolution by numerically solving the partial differential equation which represents the relationship among the geomorphic system components (GSCs). Simple process specifications of the relationships among GSCs on a long-term time scale in terms of quantification and attempts to combine processes represent the initial research on NLEMs. Later researchers have taken these simple NLEMs and elaborated on them. Introducing the theories of NLEMs in this review is expected to help researchers trying to utilize or develop NLEMs.

2차원 지질시간 규모 수치지형발달모형의 개발

변종민(Jongmin Byun),김종욱(Jong Wook Kim) 대한지리학회 2011 대한지리학회지 Vol.46 No.6

컴퓨터 기술의 발전으로 인해 근래 들어 수치지형발달모형을 개발하고 이를 이용하여 다양한 관점에서 지형발달과정의 역동성을 파악하기 위한 시도들이 활발하게 행해졌다. 하지만 국내에서는 수치지형발달모형을 활용하거나 개발하는 시도가 거의 없었다. 이에 본 연구에서는 2차원상에서 지질시간 규모의 지형발달을 모의하는 수치지형발달모형을 개발하고 이의 유용성을 확인해 보았다. 개발된 모형은 지표 구성물질을 기반암과 이동 가능한 토양으로 구분하고 토양층의 두께를 모의하기 위해 기반암 풍화를 포함한다. 이를 통해 사면에서는 운반제어환경뿐만이 아니라 풍화제어환경도 모의 가능하다. 또한 토양포행과 같은 사면에서의 점진적인 물질이동과는 별개로 활동(landslide) 역시 주요한 지형형성작용으로 포함한다. 그리고 하천 운반력이 하상물질의 양보다 큰 곳에서는 기반암 하상 침식이 발생하여 분리제어환경도 모의한다. 한편 무한 유향 알고리듬을 이용하여 흐름을 분배하기 때문에 최대하부 경사 유향 알고리듬을 이용할 때 나타나는 흐름 분배상의 문제점을 줄일 수 있다. 개발된 모형을 이용한 모의실험 결과, 본 모형은 지질시간 규모의 지형발달과정을 비교적 합리적으로 모의하였다. Advances in computer technology have enabled us to develop and use numerical landscape evolution models (NLEMs) for exploring the dynamics of geomorphic system from a variety of viewpoints which previously could have not been taken. However, as of yet there have been no trials using or developing NLEMs in Korea. The purpose of this research is to develop a 2 dimensional NLEM on a geological time scale and evaluate its usefulness. The newly developed NLEM (ND-NLEM) treats bedrock weathering as one of the major geomorphic processes and attempts to simulate the thickness of soil. As such it is possible to model the weathering-limited as well as the transport-limited environment on hillslopes. Moreover the ND-NLEM includes not only slow and continuous mass transport like soil creep, but also rapid and discrete mass transport like landslides. Bedrock incision is simulated in the ND-NLEM where fluvial transport capacity is large enough to move all channel bed loads, such that ND-NLEM can model the detachment-limited environment. Furthermore the ND-NLEM adopts the D-infinity algorithm when routing flows in the model domain, so it reduces distortion due to the use of the steepest descent slope flow direction algorithm. In the experiments to evaluate the usefulness of the ND-NLEM, characteristics of the channel network observed from the model results were similar to those of the case study area for comparison, and the hypsometry curve log during the experiment showed rational evidence of landscape evolution. Therefore, the ND-NLEM is shown to be useful for simulating landscape evolution on a geological time scale.

인류세 이전 토양생성률과 20세기 후반 토양유실률 비교를 통한 토양경관 지속가능성 전망

변종민(Jongmin Byun),성영배(Yeong Bae Seong) 대한지리학회 2015 대한지리학회지 Vol.50 No.2

15세기 이래로 인간의 토지이용으로 인한 토양유실은 그 어느 때보다 급격하게 증가하였다. 그러나 ‘현재와 같은 토양유실이 계속되면 언제까지 토양이 유지될 수 있는가?’라는 물음에 우리는 정작 답할 수 없었다. 이는 토양생성률을 정량화하는 것이 쉽지 않았기 때문이다. 최근 우주선유발 동위원소를 이용하여 토양생성률을 정량화하는 기법이 등장하였고 국내에도 이를 적용한 시도가 있었다. 본 연구는 우주선유발 동위원소를 이용한 토양생성률 및 토양생성함수 도출 원리를 소개하고, 국내 토양생성률 연구결과를 20세기 이후의 토양유실률 자료와 비교·분석하여 토양의 지속가능기간을 예측해보았다. 대관령 고원에서 추정한 인류세 이전의 토양생성률은 평균 0.05[mm yr<SUP>-1</SUP>]으로 밝혀졌으며, 20세기 후반 인간의 토지이용이 집약적으로 나타나는 농경지에서의 토양유실률은 이에 비해 많게는 60배나 상회하였다. 현재의 토지이용이 유지될 경우, 대하천 상류지역 농경지의 표층토양은 빠르면 수십 년내 사라질 것으로 예측된다. It is well known that, since the 15th century, the amount of soil loss in our country due to change in land use by human has increased more rapidly than ever before. However we cannot answer the question ‘How long can the soil persist under the current rates of soil loss?’, because it was dicult to quantify the soil production rate. With the advancement of accelerated mass spectrometry, the attempt to quantify rate of soil production and derive soil production function succeeded, and recently it was also applied into the Daegwanryeong Plateau. Here we introduce the principles for quantifying soil production and deriving soil production function using terrestrial cosmogenic nuclides, and then compare the soil production rates from the plateau with soil loss data after the late 20th century, and nally estimate how long the soil can persist. Averaged soil production rate since the Holocene derived from the plateau is revealed as ~0.05 [mm yr<SUP>-1</SUP>], and, however, the recent soil loss rate of intensively used farmlands at the same region is up to sixty times greater than the soil production rate. Thus, if current land use system is maintained, top soils on the cultivated lands over hillslopes especially in upland areas are expected to disappear within several decades at the earliest.

DEM에서 추출한 하천종단곡선의 평활화 방법 고찰 및 새로운 방법의 제안

변종민(Jongmin Byun),성영배(Yeong Bae Seong) 대한지리학회 2014 대한지리학회지 Vol.49 No.3

DEM의 보급과 처리 기술의 발전으로 DEM으로부터 하천종단을 추출하는 것이 과거 어느 때보다 용이해졌다. 하지만 DEM에서 추출된 하천종단은 인위적인 평지 및 계단과 같은 문제점들도 포함하고 있기 때문에, 자연스런 하천종단을 얻어내기 위해서는 평활화 과정을 거쳐야 한다. 그러나 평활화 자체는 원본 하천종단의 변형을 필연적으로 동반하기 마련이다. 지금까지는 평활화로 인한 원자료의 변형에 대해 객관적이고 정량적인 평가가 없었다. 이에 본 연구는 주요 평활화 방법의 특성을 파악하고, 이들의 한계점을 극복하는 새로운 평활화 방법을 제안하며, 이의 유용성을 검증하였다. 본 연구는 보다 정밀한 평활화 방법을 제시할 뿐만 아니라 연구목적에 부합하는 평활화 방법을 선택하는데도 도움이 될 것이다. Easy access to DEMs and the development of technology treating DEMs make it easier to extract stream longitudinal profiles from DEMs than previously done. Since such profiles possess many problems such as artificial flats and steps, it should be required for them to be smoothed like natural profiles to estimate gradient values along those sections. However smoothing itself comes with much distortion of raw profile from original DEMs. There has been no research evaluating quantitatively the effects due to smoothing process. Here we attempt to quantify the effects of major smoothing methods on raw and real profiles, suggest a new method to overcome the limitations of them, and evaluate it. This study not only suggests a new smoothing method, but also provides a guideline for choosing a proper smoothing method.

사범대학 학부 지형학 강의의 내용 구성 모색

변종민 ( Jongmin Byun ) 서울대학교 지리교육과 2018 地理敎育論集 Vol.62 No.-

사범대학 학부 지형학 강의는 예비교사를 대상으로 설계 및 운영되기보다 방대한 지형학 이론을 효과적으로 전달하기 위한 이론 강의 위주로 운영된다. 이로 인해 예비교사인 학생들의 지형학 지식은 유기적으로 결합되어 있지 않고 실재 생활공간과 연결되지 못하는 경우가 많다. 여기서는 학생들의 지형 인지와 지식 구성에 더욱 효과적인 지형학 강의 내용 구성을 제안하였다. 새롭게 구성된 강의 내용은 학생들이 지형경관을 보다 직관적으로 인식하고 이를 범주화하는 데 효과적이어서 지형학 지식을 스스로 구성하는 데 도움이 되었다. The geomorphology class for the undergraduate students in the college of education in South Korea is often designed mainly to deliver a considerable amount of the theories on the geomorphology without considering the attendees who will be teachers in the middle and high schools in the near future. Fostering geomorphologist is not the first goal for the geomorphology class in the college of education. Instead, the geomorphology class should aim the students to read geomorphological landscape, recognizing more intuitively the landforms surrounding themselves, understanding the relationships among the recognized landforms, and categorizing the landforms in the context of the drainage basin. Here, I suggested a reorganization of the teaching contents for the geomorphology class. It begins with the explanations of drainage basin and its typical landscape units, becoming a basis with which specific geomorphological knowledges the students will learn in the later part of the class could be combined. Dealing with particular geomorphology in the later class, it focuses on helping the students recognize the morphological characteristics of the landforms, enabling to identify the real landforms more easily.

멀티 홉 무선 망 기반 실시간 서비스에서의 코딩 기법 성능 비교

공종민(JongMin Kong),변승규(Seungkyu Byun),김종덕(JongDeok Kim) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.41 No.3

최근 RLNC(Random Linear Network Coding)을 기반으로 하는 Network Coding 기법과 Systematice Network Coding 기법이 무선 통신에서 발생하는 손실 패킷을 복구하는 방법론으로 제안되었다. 기존의 End-to-End 기반의 기법에 비해, Network Coding 기법은 멀티 홉 환경에서 발생하는 기회 수신을 통해 동일 환경에서 더 많은 유효한 패킷을 수신할 수 있다는 장점을 가지고 있지만. 하지만, 원본을 복구 할 수 없는 환경에서는 단 하나의 패킷도 이용하지 못하는 All-or-Nothing의 문제가 발생한다. Systematic Network Coding 기법의 경우 원본 패킷을 전송함에 따라 All-or-Nothing의 문제를 해결 할 수 있지만, 일부의 패킷에만 Network Coding 기법의 이점을 기대 할 수 있다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 코딩 기법들의 성능에 영향을 미치는 기회 이득에 대해 알아보고 기회이득에 영향을 미치는 요소에 대해 알아보고자 한다. 해당 인자를 이용하여 NS-3 simulator를 기반으로 실제 멀티 홉환경을 모사하여, 각 코딩 기법들의 성능을 비교하고자 한다. Recently, Network Coding based and Systematic Network Coding on Random Linear Network Coding (RLNC) was introduced as a new method for recovering lost packets in wireless network. Comparing with current End-to-End Coding Scheme, Network Coding can guarantee getting more packets from opportunistic listening. But, if receiver can’t decoding encoded packets, receiver cannot use whole received packets, which is called All-or-Nothing problem. In contrast with Network Coding, Systematic Network Coding solves All-or-Nothing Problem by sending original packets. But the advantage of Network Coding will be decreased. This paper analyzes Opportunistic Gain which influence each coding scheme’s performance and introduces simulation factors for Opportunistic Gain. With NS-3 Simulator, we compare Coding Schemes performance along with the simulation factors for Opprotunistic Gain.

예혼합 압축착화 수소기관의 역화억제를 위한 실험적 연구

이종민(Jongmin Lee),이건식(Keonsik Lee),변창희(Chang hee Byun),이광주(Kwangju Lee),이종태(Jongtai Lee) 한국자동차공학회 2014 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2014 No.11

복합 회전익무인기 비행조종시스템 검증환경 고려사항

변진구(Jinku Byun),안종민(Jongmin Ahn),석진영(Jinyoung Suk) 한국항공우주학회 2024 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2024 No.4

Research Trends in Electromagnetic Shielding using MXene-based Composite Materials

Siyeon Kim,Jongmin Byun 한국분말재료학회(구 한국분말야금학회) 2024 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.31 No.1

Recent advancements in electronic devices and wireless communication technologies, particularly the rise of 5G, have raised concerns about the escalating electromagnetic pollution and its potential adverse impacts on human health and electronics. As a result, the demand for effective electromagnetic interference (EMI) shielding materials has grown significantly. Traditional materials face limitations in providing optimal solutions owing to inadequacy and low performance due to small thickness. MXene-based composite materials have emerged as promising candidates in this context owing to their exceptional electrical properties, high conductivity, and superior EMI shielding efficiency across a broad frequency range. This review examines the recent developments and advantages of MXene-based composite materials in EMI shielding applications, emphasizing their potential to address the challenges posed by electromagnetic pollution and to foster advancements in modern electronics systems and vital technologies.