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Determination of Plane-wave Reflection Coefficient in Underwater Acoustic Pulse Tube Using Two-dimensional Fourier Filtering

이차원 푸리에 필터링을 이용한 수중음향 펄스 튜브에서의 평면파 반사계수 결정

  • 김완구 (성균관대학교 물리학과 음향학연구실) ;
  • 강휘석 (성균관대학교 물리학과 음향학연구실) ;
  • 윤석왕 (성균관대학교 물리학과 음향학연구실)
  • Received : 2015.10.08
  • Accepted : 2015.11.16
  • Published : 2015.11.30

Abstract

Complex acoustic signals can be formed in a water-filled acoustic pulse tube under some exciting conditions. It makes difficult to measure plane-wave reflection coefficient with the pulse tube for low frequency bands. In this study, using COMSOL Multiphysics we show that the tube wall excitation generates complex acoustic field of nonplanar mode as well as planar one. From such field incident or reflected planar mode can be decomposed respectively with a modal decomposition method, two-dimensional Fourier filtering. It makes possible to more accurately determine the plane-wave reflection coefficient of acoustic specimen with time gating.

물로 채워진 음향 펄스 튜브 내에는 가진 조건들에 따라 복잡한 형태의 음향 신호들이 형성될 수 있다. 이는 펄스 튜브를 이용해 저주파수 대역에서 평면파 반사계수를 측정하는 것을 어렵게 한다. 본 연구에서는 COMSOL Multiphysics를 이용하여 튜브 벽이 가진되는 경우 펄스 튜브 내에 평면파 뿐 아니라 비평면파 모우드의 복잡한 음장이 발생됨을 보였다. 모우드 분리 방법인 이차원 푸리에 필터링으로 입사 또는 반사하는 평면파 모우드만을 각각 분리할 수 있었다. 이에 시간 게이팅을 적용하므로 음향 시편의 평면파 반사계수를 보다 정확하게 결정할 수 있게 하였다.

Keywords

References

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