• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.255-267
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• 2022

본 논문에서는 오리피스형 공기분사기에서 생성된 기포소음 특성을 고찰하였다. 전반적인 기포소음 특성을 파악하기 위해 Strasberg와 Blake가 각각 제안한 기포소음 스펙트럼을 살펴보았고, 기포소음 계측을 위해 선박해양플랜트연구소의 대형캐비테이션터널에서 공기분사 실험을 수행하였다. 본 실험은 5종의 공기분사기를 이용하여 정지 유체 조건과 유동 조건에서 수행되었다. 계측결과로부터 실험 조건에 따른 기포소음 스펙트럼 특성을 관찰하였고, 회귀분석을 통해 기포소음에 대한 인자별 영향을 분석하였다. 끝으로 회귀분석 결과를 기반으로 기포소음 추정식을 제안하였고 제안된 추정식은 계측결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제10권1호
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• pp.47-51
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• 1991

해양에서의 비, 바람, 파도 등 표층교란에 의해 수중에 형성되는 기포층은 수 미터 깊이까지 이르며, 이 기포층은 수중 소음을 발생시킬 수 있는 물리적 역학 매체로서 역할이 가능하다. 실험실에서 수중에 기포군을 형성하여 이에 의한 발생소음을 추적하므로 개개 기포들의 기포군 집단운동에서의 역할을 밝혔으며, 이론적 예측과 실측 기포집단의 모드 진동수가 매우 잘 일치함을 보였다. 이상의 분석결과, 수중 기포군의 집단운동이 수 백 hertz 영역의 수중 소음의 주된 소음원이 될 수 있음을 입증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권4호
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• pp.313-319
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• 2023

본 논문에서는 일부 소음 데이터만 알고 있을 때 결손된 데이터를 예측할 목적으로 수조에서 측정된 기포유동 소음 데이터와 수중 운동체 발사 소음 데이터를 시계열 기계학습 모델인 Long Short Term Memory(LSTM)에 적용해 보았다. 기포유동소음 데이터는 파이프에서 측정된 소음으로 기포소음, 유동소음, 유체기인소음이 혼합되어 있으며 유형별로 3가지로 분류할 수 있다. 수중 운동체 발사소음은 모형 발사튜브에서 수중 운동체가 사출될 때 발생하는 소음으로 순간소음이며 발사 이벤트마다 불규칙하게 변한다. 이러한 종류의 소음 생성을 위해서는 해석적인 모델보다는 데이터 기반 모델이 유용할 수 있다. 본 연구에서는 LSTM을 데이터 기반 모델을 만들었다. 모델에 영향을 주는 LSTM의 은닉유닛의 개수, 입력시퀸스의 개수, 데시메이션 인자에 따른 모델의 성능을 확인하고 최적의 LSTM 모델을 구성했다. 같은 유형은 새로운 데이터에 대해서도 잘 동작하는 것을 보였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권11호
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• pp.1222-1230
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• 2009

A theoretical model was developed to compute the effect of a bubble layer in reducing the radiation noise generated by a force applied on an infinite flat plate considering the noise of multi-bubbles. Using the model, the effectiveness of a bubble layer in reducing the structure-borne noise of the plate was evaluated to consider various parameters such as the source noise levels, the thickness of bubble layers, the volume fractions and the frequency characteristics of bubbly fluids. Considering the noise of multi-bubbles, the actual reduction effect of radiation noise using a bubble layer was expected in cases of high source levels, high volume fractions of bubbles and large thickness of the bubble layer above the resonance frequency of the bubble layer. Accordingly, it is recommended that the thickness of a bubble layer, the source noise level and the characteristics of bubbly fluids should be optimized cautiously to maximize noise reduction effects.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.40-47
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• 2000

수중익의 캐비테이션 소음이 캐비테이션 터널에서 측정되었다. 캐비테이션이 초기 발생하면 소음수준이 급격히 증가되며, 기포간에 상호간섭이 나타나지 않는 캐비테이션 수까지 증가된다. 그러나 케비테이션 수가 더욱 감소하여 기포간에 상호간섭이 나타나면, 오히려 소음수준이 감소되는 것으로 나타났다. 기포의 궤적과 체적의 변화는 각각 Lagrangian 추적법 및 Kirkwood-Bethe 가정하에 모형화된 방정식을 사용하여 해석하였다. 기포 체적변화의 수치계산 결과는 실험 결과와 비교적 일치되는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.168-176
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• 2007

The mixture sound speed in bubbly fluids is highly dispersive due to differences of the density and compressibility between bubbles and fluids. The dispersion range in bubbly fluids expands to a higher frequency than the resonance frequency of an air bubble. A theoretical model was developed to compute the reduction of radiation noise that is generated by a force applied on an infinite flat plate using a bubble layer as a compliant baffle. For evaluating the effectiveness of a bubble layer in reducing the structure-borne noise of an infinite elastic plate, the noise reduction levels for various parameters such as the thickness of bubble layers, the volume fractions and the distribution types of bubbly fluids are calculated numerically. The noise reduction effect of an air bubble layer on an infinite flat plate is considerable level and similar to the tendency of dispersion of bubbly fluids. It is recommended that the thickness of a bubble layer should be increased with keeping an appropriate volume fraction of an air bubble for the most effective reduction of the radiation noise.

• 한국음향학회지
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• 제39권4호
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• pp.227-236
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• 2020

해양구조물의 파일링 소음을 줄이기 위한 기포커튼과 선체 진동에 의한 수중방사소음 차단을 위한 에어마스커에 대하여 각각의 삽입손실 해석해를 유도하였다. 해석해를 구하기 위해 기포커튼과 에어마스커를 각각 '유체-기포층-유체' 그리고 '진공-평판-유체-기포층-유체'의 단순 모델로 가정하였고, 각 모델에서 해당 기포층을 복소수 형태의 파수와 임피던스로 규정된 유효매질로 치환하였다. 수치 모의를 통해 기포의 분포, 기포율, 그리고 기포층의 두께에 따른 삽입손실의 특성을 살펴보았다.

• 한국음향학회지
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• 제39권2호
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• pp.77-86
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• 2020

본 연구에서는 날개 끝 와류 공동(Blade-Tip Vortex Cavitation, BTVC)과 이에 기인한 유동 소음을 예측하기 위하여 Eulerian/Lagrangian 연성 해석기법을 제안하였다. 제안한 방법은 크게 연속적인 4단계로 구성되며, 각각 전산유체역학을 이용한 유동장 모사, 와류모델을 이용한 날개 끝 와류의 재구성, 기포 동역학 모델을 이용한 BTVC의 생성, 그리고 음향상사법을 이용한 음향파 예측이다. 일반적으로 전산유체역학 자체가 지니는 고유한 수치감쇠와 과도한 난류 강도로 인해 와류 강도를 심각하게 작게 예측하므로, 유동방향의 날개 끝 와류는 와류모델을 사용하여 재생하였다. 다음으로 Reyleigh-Plesset 방정식에 기반한 기포 동역학 모델을 사용하여 BTVC의 발생과 변화를 모사하였다. 마지막으로 BTVC에 의한 유동소음을 각각의 구형 버블을 그 부피 시간변화율의 변화율에 크기가 비례하는 홀극원으로 모델링하여 예측하였다. 제안한 수치 방법의 유효성을 예측값과 측정값을 비교하여 검토하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권4호
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• pp.378-386
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• 2019

항해하는 선박으로부터 방사되는 선박소음과 달리 바람소음은 바람과 해수면의 상호작용으로 생성된 쇄파에 의해 발생한다. 본 논문에서는 바람의 소음원을 쇄파로 인해 발생되는 기포운으로 설정하여 바람소음준위를 모델링하였다. 모델링에서 바람소음의 음원준위는 동해 연안에서 운영되는 기상부이로부터 측정된 풍속 자료를 이용하여 계산하였다. 풍속을 측정함과 동시에 기상부이의 주변에 계류된 자가기록식 수중청음기를 이용하여 소음준위를 연속적으로 측정하였다. 측정된 수중소음에서 선박소음을 제거한 소음준위와 풍속에 따라 모델링된 바람소음준위를 저주파대역에서 비교하였다. 모델링된 바람소음준위와 측정된 소음준위의 전반적인 경향이 서로 유사하였다. 이에 따라 바람에 의해 발생된 소음원인 기포운의 음원준위 및 분포 수심을 고려하여 천해역에서 바람소음준위를 모델링하는 것이 가능함을 확인하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제32권4호
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• pp.381-385
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• 1996

압축공기에 의한 기포막을 어구로 활용하기 위한 기초 자료를 제공하고져 압축공익의 세기별, 기포 발생 호스 구명의 크기별, 간격별 기포막의 특성과 기포 소음의 음향학적 특성을 실험, 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 공기 압축기(290l/min$\times$1.5Kw)와 용량 10kgf/$cm^2$인 공기 탱크로 구성한 기포막 발생 장치로써 발생시킨 기포막은 송기압이 0.2kgf/$cm^2$이상이 되어야 형성되고, 구멍의 크기보다는 구멍 간격이 넓어짐에 따라 더욱 높게 형성됨을 알 수 있었다. 2. 기포 발생시 음압은 구멍이 크고 간격이 조밀하며 기포막에 가까울수록 크며 기포 중심부의 주파수 변동폭은 구명이 적고 간격이 조밀할수록 높았다. 3. 기포막의 빔 각도는 유속에 비례하여 커지며, 유속이 0.1m/sec당 $10^{\circ}$씩 변화되었다. 4. 송기압을 0.5, 1.0, 1.5kgf/cm super (2)로 변화시키면서 기포 발생 호스를 수직방향으로 $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$로 각각 경사시켜 측정한 결과 기포막 수평길이는 기포막 발생 호스의 경사각도에 따라 그 길이를 최대 45% 연장 할 수 있었다.