• 비파괴검사학회지
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• 제22권2호
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• pp.170-176
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• 2002

재료 내부를 초음파가 전파하면서 발생되는 비선형 음향효과는 재료의 열화도를 비파괴적으로 평가하는데 우수한 것으로 보고되고 있다. 비선형 음향효과는 재질의 특성에 따라 나타나는 정도가 다르며, 이러한 정도는 비선형 파라미터를 이용하여 정량적으로 평가하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강이 $540^{\circ}C$에서 장시간 노출되었을 때 얼어나는 미세조직의 변화를 얻기 위해 인공 열처리를 수행하고, 2.25Cr-1Mo 강의 열화도와 비선형 음향효과와의 관계를 실험적으로 검증하여 경년 열화도와 비선형 파라미터의 상관관계를 규명하고자 하였다. 비선형 파라미터는 바이스펙트럼법과 파워스펙트럼법을 이용하여 측정되었으며, 실험결과 바이스펙트럼법에 의한 비선형 파라미터는 열화 시간에 매우 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.115-118
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• 1998

본 연구에서는 매우 작은 틈새를 갖는 미세 크랙을 초음파가 투과할 때, 크랙 면의 부분 접촉의 의한 새로운 음향 비선형성의 발생 구조를 제안하고 그 정당성을 검증하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여, 초음파가 미세 크랙을 투과할 때 부분 접촉 효과에 의해 나타나게 되는 파형을 반파 모델로 모델링하고 이를 통해 고주파 조화 성분(Harmonics)이 발생하는 원인을 제시하였으며 틈새의 크기와 음향 비선형성의 크기와의 상관 관계를 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다. 이를 통해 미세 틈새와 음향 비선형성과의 상관 관계를 밝히고 틈새의 크기가 증가해 감에 따라 음향 비선형성이 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.13-16
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• 2007

반파장 공명기가 장착된 연소실의 비선형 음향 감쇠를 알아보기 위하여 비선형 음향해석을 수행하였다. 먼저 공명기가 없는 기본 연소실에 80 dB에서 150 dB의 넓은 범위의 음향파를 가진하여 음향장을 분석하였다. 제 1 접선방향 음향 모드의 감쇠율은 가진되는 음향파의 크기에 따라 비선형적으로 증가하였고, 125 dB 이상부터 비선형성이 나타나기 시작했다. 다음으로 반파장 공명기의 감쇠 효과를 조사하였다. 선형해석으로부터 유도된 최적의 음향학적인 동조 조건이 비선형 음향해석에서도 여전히 유효함을 알 수 있었다. 큰 음향파의 섭동에 대한 감쇠는 효과적이지만, 선형 음향 가진에 비해서 음향학적인 감쇠기로써의 기능은 작아짐을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권5호
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• pp.365-372
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• 1998

초음파의 비선형 음향 효과를 계측하는 방법이 재료 열화의 효과적인 평가를 위한 새로운 접근법으로 제시되었다. 비선형 음향 효과란 음파가 전파함에 따라서 2차나 그 이상의 고조파 성분이 발생하는 것으로 설명될 수 있다. 따라서, 먼저 비선형 효과에 의해 고조파 성분이 발생하는 메커니즘을 비선형 탄성론에 기초를 두고 설명하였다. 다음으로, 열화된 재료에서 어느 정도의 고조파 성분이 발생하는지를 계측하기 위하여, 헤테로다인 신호 검출법을 이용하는 초음파 신호 분석 장치를 기초로 계측계를 구성하였으며, 인장하중과 피로하중을 가하여 인공적으로 열화시킨 SS41과 SS45 시편에 대해 실험하였다. 실험 결과 열화의 정도와 비선형 효과가 강한 상관성을 보였으며 이로부터 비선형 음향 효과가 재료 열화 평가를 위한 유용한 수단이 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.99-102
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• 1998

입사된 음파에 대한 배지동의 발생이 물체내 결함이 존재할 때에 나타나는 중요한 비선형 효과라는 것을 이용하여 단순화된 실험실 조건의 겹쳐진 두 장의 유리판에 적용하였다. 본 논문에서는 층상 접합 물체에 있어서의 비파괴 검사법을 위해 접합되지 않은 부분은 두 장의 유리판 사이의 공기 층으로 단순화되었고, 접합되어진 부분은 물 층으로 간주하여 실험을 진행하였고 서로 다른 조건의 두 접합 부분으로부터 발생된 주파수 응답을 관찰하였다. 결과로써 입사된 음파에 대한 배진동의 발생이 공기층에서 두드러지게 나타났지만, 물층에서는 배진동의 발생이 억제되었다. 이 결과로부터 배진동의 발생은 이차원적인 겹쳐진 물체에도 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.424-430
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• 2000

고온 장시간 사용재의 열화로 인한 파괴인성의 저하를 초음파 방법으로 평가하기 위하여 Cr-Mo-V 강을 실험실에서 인공 열화처리하여 열화로 인한 손상 기구를 규명하고, 열화도에 따른 초음파 파라미터의 변화를 체계적으로 관찰하였다. 초음파 파라미터로서 속도, 감쇠와 보다 최근에 개발된 비선형 음향 파라미터를 사용하였는데, 비선형 음향 파라미터가 가장 민감한 변화를 보였다. 또한 전기비저항 측정 결과와 비교할 때 두 방법 모두 전체적으로 유사한 거동을 보였다. Charpy V-notch 충격시험으로부터 구한 파면양상 천이온도(FATT)와 비선형 파라미터 사이에는 비교적 좋은 상관관계가 성립하였으며, FATT와 파괴인성($K_{IC}$) 사이의 관계식에 근거하여 열화된 발전설비 재료의 파괴인성을 초음파 비선형 파라미터의 측정을 통하여 간접적으로 구할 수 있음을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권10호
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• pp.966-972
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• 2010

본 연구에서는 연소불안정 현상을 제어하는 수동적 기구의 하나인 음향공을 적용하여, 음향공의 설계 변수(오리피스 길이와 지름)와 가진 음압에 따른 감쇠 효과를 선형음향해석과 상온 음향시험을 통하여 연구하였다. 오리피스의 길이가 짧고, 지름이 클수록 감쇠효과가 증가하는 것을 확인하였으며 실험과 선형 음향 해석 결과가 서로 동일한 경향을 보이는 것을 확인하였다. 또한, 가진 음압의 크기가 110 dB 이상에서 감쇠 능력이 비선형적으로 감소하는 것을 확인하였으며, 음향공 오리피스의 단면적이 증가할수록 감소량이 감소하는 것으로부터 비선형 구간에서는 오리피스 단면적을 증가시키는 것이 유리함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.150-156
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• 2015

본 연구에서는 비선형 음향효과를 기반으로 한 비선형 공진기법을 도입하여 콘크리트의 배합비 및 화재 손상 조건(노출온도, 손상 후 경과기간)이 화재 손상 콘크리트에 미치는 영향을 파악하였다. 도입된 비선형 공진기법을 통해 기존 선형 탄성파 기반 평가 기법 대비 향상된 민감도를 나타내는 비선형인자를 측정하였으며, 쪼갬 인장강도 측정을 통해 배합비 및 화재 손상 조건에 따른 콘크리트의 잔존재료물성 평가를 수행하였다. 얻어진 결과를 토대로 배합비, 노출온도, 손상 후 경과기간이 화재 손상 콘크리트에 미치는 영향을 분석하였다. 추가적으로 쪼갬 인장강도비와 비선형인자의 직접적인 관계를 제시하였으며, 비선형 공진기법을 이용한 화재 손상 콘크리트의 잔존 강도 추정에 대한 가능성을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권2호
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• pp.85-92
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• 1999

비선형 음향효과를 계측함에 의해서 재료열화를 평가하는 연구는 오래 전부터 있어 왔다. 여기서, 비선형 음향효과를 계측하는 가장 일반적인 방법은 전파된 수신 신호에서 기본주파수 성분과 2차 고조파 성분의 절대적인 크기를 계측하는 것이다. 이 목적을 위해서 일반적으로 파워스펙트럼 해석법이 널리 사용되어 왔다. 그러나, 파워스펙트럼은 신호처리 후에도 주파수 영역에서 가우스 잡음이 혼재한다는 단점이 있다. 게다가, 비선형 효과에 의해서 발생되는 2차 고조파 성분의 크기는 너무 작아서 잡음에 묻혀버릴 수도 있다. 본 논문에서는, 이 문제를 해결하기 위해서 주파수 영역에서 가우스 잡음을 제거할 수 있는 바이스펙트럼 해석법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 잡음이 크게 혼재된 신호에서도 참 값에 가까운 비선형 파라미터를 구할 수 있음을 밝혔다. 또한, 실제 경우에 이 방법의 유용함을 확인하기 위하여 피로 하중에 의해서 고의로 열화시킨 여러 시편에 대하여 파워스펙트럼과 바이스펙트럼을 구하여 비교하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.121-124
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• 1998

수중에서 발생된 기포에 음파가 입사되었을 때, 입사된 음파는 물 속의 기포들에 강제적인 진동을 주어 새로운 음원으로서 활동하게 한다. 이런 경우 기포의 진동은 비선형적인 진동 특성이 강하게 나타나게 되어, 기포는 입사된 음파에 의존하는 비선형 인자로서 작용하게 된다. 본 논문에서는 수중에 발생되는 기포층의 비선형응답 및 다른 형태의 응답을 실험적으로 고찰하기 위하여, 인위적으로 제작된 기포 발생장치를 이용하여 발생된 기포층에 음파를 입사하였다. 이때 입사된 음파는 기포들과의 상호작용을 인하여 여러 가지 응답을 나타내었으며, 비선형 응답으로써 배진동 세기의 현저한 증가와 합주파수 음파 발생 등이 두드러지게 나타났다. 또한 개개 기포의 공진 주파수 근처에서는 물론, 그보다 높은 고주파수에서도 합주파수 형태의 비선형응답이 매우 특징적으로 관찰되었다.