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Calculation of the Mutual Radiation Impedance by the Spatial Convolution in the Cylindrical Structure

원통 구조에서 공간 콘볼루션을 이용한 상호 방사 임피던스 계산

  • 복태훈 (제주대학교 해양과학대학 해양시스템공학과) ;
  • 이잉 (제주대학교 해양과학대학 해양시스템공학과) ;
  • 팽동국 (제주대학교 해양과학대학 해양시스템공학과) ;
  • 이종길 (안동대학교 사범대학 기계교육과) ;
  • 신구균 (국방과학연구소 제6기술연구본부) ;
  • 조치영 (국방과학연구소 제6기술연구본부)
  • Published : 2010.01.31

Abstract

The mutual radiation impedance was calculated using the spatial convolution in the cylindrical structure. The Cartesian coordinate was transformed into the cylindrical coordinate using the spatial convolution for the cylindrical array structure. This method cannot consider the cylindrical baffle, but can reduce the computation time. The error for not considering the cylindrical baffle was analyzed by the comparison of the spatial convolution method with the quadruple integration method in the cylindrical structure. The mutual radiation resistance in the cylindrical structure was compared with the one in the planar baffle. Based on two kinds of the comparison, we presented the error of the suggesting method in this paper, confirming that the spatial convolution method could be applied to compute the mutual radiation impedance in the cylindrical structure at certain conditions.

공간 콘볼루션을 이용하여 원통형 구조에서 진동체 사이의 상호 방사 임피던스를 계산하였다. 본 계산 방식은 평면 배열을 공간 콘볼루션에 의해 원통 구조로 변환하고 이에 대한 상호 방사 임피던스를 계산하는 것으로서 정확한 형태의 원통형 배플을 고려하지는 못하지만 계산 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. 본 논문에서 제안하는 공간 콘볼루션 방식에 의한 계산 결과를 기존의 4중 적분 방식에 의한 계산 결과와 비교하여 계산 방식에 대한 오차를 분석하였고, 또한 배열 구조에서 발생하는 오차를 분석하기 위해 평면 배열에서의 결과와 비교하였다. 앞의 두 가지 형태의 비교를 통하여 본 계산 방식에 대한 오차를 확인하였고, 아울러 오차 범위 내에 있는 구간에서는 공간 콘볼루션에 의한 원통 구조라 할 지라도 제한적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. O. B. Wilson, Introduction to Theory and Design of Sonar Transducers, Peninsula Publishing, Los Altos, pp. 109-126, 1988.
  2. P. R. Stepanishen, "The time-dependent force and radiation impedance on a piston in a rigid infinite planar baffle," J. Acoust. Soc. Am., vol. 49, no, 3, pp. 841-849, 1971. https://doi.org/10.1121/1.1912424
  3. J. Lee and I. Seo, "Radiation impedance computations of a square piston in a rigid infinite baffle," J. Sound Vib., vol. 198, no. 3, pp. 299-312, 1996. https://doi.org/10.1006/jsvi.1996.0571
  4. T. Oishi and D. A. Brown, "Measurements of mutual radiation impedance between baffled cylindrical shell transducers," J. Acoust. Soc. Am., vol, 122, no. 3, pp. 1581-1526, 2007. https://doi.org/10.1121/1.2767611
  5. C. H. Sherman, "Mutual Radiation impedance of sources on a sphere," J. Acoust. Soc. Am., vol. 31, no. 7, pp. 947-952, 1959. https://doi.org/10.1121/1.1907820
  6. J. E. Greenspon and C. H. Sherman, "Mutual-radiation impedance and nearfield pressure for pistons on a cylinder," J. Acoust. Soc. Am., vol. 36, no, 1, pp. 149-153, 1964. https://doi.org/10.1121/1.1918925
  7. J. S. Kim, M, J. Kim, K. L. Ha and C. D, Kim, "Improvement of calculation for radiation impedance of the vibrators with cylindrical baffle," Jpn. J. Appl. Phys.. vol. 43, no, 5B, pp. 3188-3192, 2004. https://doi.org/10.1143/JJAP.43.3188
  8. R, L. Pritchard, "Mutual radiation impedance between radiators in an infinite rigid plane," J. Acoust. Soc. Am., vol, 32, no. 6, pp, 730-737, 1960. https://doi.org/10.1121/1.1908199
  9. C. L. Scandrett, J, L. Day and S, R. Baker "A modal Pritchard approximation for computing array element mutual impedance," J. Acoust. Soc. Am.. vol. 109, no, 6, pp. 2715-2729, 2001. https://doi.org/10.1121/1.1354985
  10. W. L. Li and H. J. Gibeling, "Determination of the mutual radiation resistances of a rectangular plate and their impact on the radiated sound of power," J. Sound Vib., vol. 229, no, 5, pp. 1213-1233, 2000. https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2592
  11. A. D. Pierce, R. O. Cleveland and M. Zampolli, "Radiation impedance matrices for rectangular interfaces within rigid baffles: Calculation methodology and applications," J. Acoust. Soc. Am.. vol. 111, no. 2, pp, 672-684, 2002. https://doi.org/10.1121/1.1430684
  12. K. Sha, J. Yang and W.-S. Gan, "A simple calculation method for the self- and mutual-radiation impedance of flexible rectangular patches in a rigid infinite baffle," J. Sound Vib., vol. 282, no. 1-2, pp. 179-195, 2005. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2004.02.011