Abstract
Underwater acoustic sensor array can detect acoustic signal in underwater and the sensor array can be mounted in each left, right or front side of the UUV(Unmanned Underwater Vehicle). The sensor array could be conformal array and effected turbulent boundary layer flow noise. Therefore, in this paper numerical simulations were performed to know the how the outer flow noise affect the hydrophone which embedded in the elastomer. Corcos wall pressure model was used as turbulent boundary layer flow noise and this model was applied to the frequency density function. Characteristics of transfer function according the kx wave number were simulated and design parameters were thickness of elastomer, density, and modulus of elasticity. Based on the simulation results when increasing the thickness of elastomer noise reduction was increased. This results can be applied to the design of conformal array of UUV.
수중에서 UUV(Unmanned Underwater Vehicle)에 장착되는 수중 음향 센서 배열은 UUV의 측면이나 전면에 부착하여 외부 신호를 탐지하게 된다. 이러한 센서 배열은 UUV의 특성상 곡면배열(Conformal array) 형태이며 유체 유기 소음의 영향을 받는다. 따라서 본 논문에서는 탄성층에 삽입된 하이드로폰이 외부 유입 소음의 영향을 받는 정도를 해석하였다. 유입 소음은 난류 경계층에서 발생하는 Corcos 모델을 이용하였고 주파수 밀도 함수를 이용하여 수치해석 하였다. x-방향의 파수인 kx에 다른 전달함수의 특성은 탄성층의 두께가 커질수록 전달함수의 적분값은 적어지므로 소음의 영향은 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 탄성층 및 고정판의 탄성계수, 밀도 등의 변화가 전달함수 값의 변화를 일으키는지를 조사하였다. 향후 이러한 연구는 UUV에 장착되는 곡면 배열 센서의 설계에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
