• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.26-34
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• 2008

This paper summarizes a design procedure of radiated noise from engine blocks of marine engines. This air-borne noise is one of the significant noise contributors including the aeroacoustic noise due to intake and exhaust and the re-radiation due to structure-borne noise. Excitation forces by engine operations are evaluated taking into account the power generation mechanism from the burning process to the subsequence motion of internal parts; piston, connecting rod, and crank shaft. The acoustic transfer vector method is incorporated to effectively simulate the radiated noise field under the various operation conditions. A contribution analysis for the various excitations to the radiated noise is conducted. It is found that the firing pressure is the main source of the radiated noise, and so the structure of the cylinder can be modified to significantly reduce the radiated noise from the engine block.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.78-88
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• 2024

수중 소음 측정이 가능한 수동 소나에 수신된 선박 방사소음은 Detection of Envelope Modulation on Noise(DEMON) 분석으로 얻은 선박 정보를 사용하여 선박 식별과 분류가 가능하다. 하지만 낮은 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR) 환경에서는 DEMON 그램 내 선박 정보가 담겨있는 표적 주파수선을 분석 및 파악하는데 어려움이 발생한다. 본 논문에서는 낮은 SNR 환경에서 보다 정확한 표적 식별을 위해 딥러닝 기법 중 의미론적 분할을 사용하여 표적 주파수선들을 추출하는 연구를 수행하였다. SNR과 기본 주파수를 변경시키며 생성한 모의 DEMON 그램 데이터를 사용하여 의미론적 분할 모델인 U-Net, UNet++, DeepLabv3+를 학습 후 평가하였고, 학습된 모델들을 이용하여 캐나다 조지아 해협에서 측정한 선박 방사소음 데이터셋인 DeepShip으로 제작한 DEMON 그램 예측 성능을 비교하였다. 모의 DEMON 그램으로 학습된 모델을 평가한 결과 U-Net이 성능이 가장 높았으며, DeepShip으로 만든 DEMON 그램의 표적 주파수선을 어느 정도 추출할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.563-573
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• 2013

The ship radiated noise level fluctuates by the interference between direct and reflected paths. The effect of sea surface reflection path on interference depends strongly on sea surface roughness. This paper describes error characteristics of ship acoustic signature estimation by sea surface scattering effect. The coherent reflection coefficient which explains a magnitude of sea surface scattering and its resultant interference acoustic field is analyzed quantitatively as a function of a grazing angle, effective surface height, frequency, source-receiver range and depths of source and receiver. Theoretical interference acoustic field is compared with experimental result for two different sea surfaces and five different frequencies by changing source-receiver range. It is found that both matches well each other and a magnitude of interference acoustic field is decreasing by increasing a grazing angle, effective surface height, frequency, and depths of source and receiver and decreasing source-receiver range. For given experimental conditions, the transmission anomaly which is a bias error of ship acoustic signature estimation, is about a range of 1~3 dB. The bias error of an existing ship radiated noise measurement system is also analyzed considering wind speed, source depth and frequency.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.233-242
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• 2023

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위하여 질량 분사를 통하여 선박의 저속 운항 조건에서 발생하는 날개 끝 보텍스 캐비테이션 제어에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 수중익 모형에 대해 질량 분사 위치와 분사량을 조절 할 수 있는 질량 분사 시스템을 제작하였으며, 이를 캐비테이션 터널 내에 설치하고 3차원 수중익으로부터 생성되는 캐비테이션의 강도에 따른 시험을 캐비테이션 제어 실험을 수행하였다. 질량 분사 위치 및 분사량에 따른 캐비테이션의 관찰과 소음 특성을 분석하기 위하여 고속 카메라와 음향 센서를 이용하여 계측하였고, 그 결과 질량 분사에 따라 특정 조건에서 날개 끝 보텍스가 억제되고 특정 주파수 대역의 소음이 저감 되는 것을 확인하였다. 날개 끝 보텍스 제어와 소음 저감 성능에 우수한 분사구 위치가 있음을 확인하였고, 일정 수준 이상의 분사량을 가질때 큰 저감 효과가 있음을 확인하였다. 질량 분사를 이용하여 날개 끝 보텍스의 강도가 약할 때 특정 조건에서 제어가 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.19-28
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• 2024

본 논문은 Convolutional Neural Network(CNN) 모델을 이용하여 선박 소음의 로파그램 분석을 통한 선박 식별 시 허프 변환을 적용함으로써 성능을 향상시키는 방안을 제안한다. 수동소나에 수신된 신호를 처리하면 시간-주파수 영역인 로파그램이 생성된다. 로파그램에는 선박이 방사하는 기계류 소음이 토널 신호로 나타나고 이를 분석하면 선박의 클래스를 특정할 수 있다. 그러나 로파그램의 분석은 숙달된 인원에 의해 진행되는 전문적이고 오랜 시간이 소요되는 작업이다. 또한, 로파그램에는 수중환경 특성 상 다양한 배경소음이 같이 전시되기 때문에 표적 식별을 위한 분석이 매우 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해 로파그램에 허프 변환을 적용하여 선을 추가함으로써 토널 신호를 강조하였다. 원본 로파그램과 허프 변환을 적용한 로파그램에 대해 CNN 모델을 이용해 식별을 시도한 결과, CNN 모델의 정확도와 매크로 F1 점수를 통해 허프 변환을 적용한 것이 로파그램 식별 성능을 향상시켰음을 보여주었다.

• 한국음향학회지
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• 제32권5호
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• pp.402-407
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• 2013

본 논문은 인접한 두 격실의 매질이 다를 때 공통 벽을 통한 음파의 전파를 해석한 내용을 다루었다. 통계적 에너지해석법(statistical energy energy)을 사용하여 두 격실의 음향에너지와 벽의 진동에너지간의 에너지 평형을 고려하였으며 소음원실의 음압이 벽을 투과하는 성분 외에 벽의 구조소음으로 인한 음의 방사(radiation)가 수음원실의 음압에 미치는 영향을 검토하였다. 예제로 선박의 엔진실과 물탱크가 크기 $8.4{\times}4$ m인 강판을 사이에 두고 접한 경우를 해석하였다. 강판의 임계주파수(critical frequency)가 관심주파수대역보다 큰 경우 63 Hz이하의 저주파수대역을 제외하고 음파의 전달은 강판을 투과하는 성분에 의해 주로 결정되며 강판의 구조소음에 기인한 방사소음은 무시할 정도로 기여도가 작음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권6호
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• pp.803-807
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• 2010

The transfer function method is a widely used in the analysis of underwater radiated noise of ships because it is simple to implement and gives a simple way in the design stage requiring trade-off studies on various kinds of noise sources. In this study, a framework is implemented based on the transfer function method. The framework is interfaced to a software providing transfer functions of hull force to underwater radiated noise. The transfer function-based underwater radiated noise analysis approach is reviewed and the implemented framework structure is described. As an example, a numerical calculation of a virtual ship is carried out and its results are investigated in terms of applicability to real ship design project.

• 한국음향학회지
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• 제33권6호
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• pp.358-365
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• 2014

선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력이 낮아짐에 따라 불가피하게 여러 형태의 공동이 발생한다. 이러한 공동현상은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박 프로펠러에서 유기되는 수중방사소음은 공동의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 공동과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 부분공동성능 해석법 개발 및 날개단면 형상정보 도출을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 비점성 수치해석을 수행하였다. 또한 점성해석 상용프로그램인 FLUENT에서 제공하는 난류 및 공동 모델 조합에 따른 결과를 살펴보았으며, 점성 및 비점성 해석 결과를 비교, 평가 하였다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제38권3호
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• pp.247-255
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• 2019

본 연구에서는 대형화, 고속화되어가는 잠수함 추진기의 소음을 보다 정확하게 예측하기 위하여 선체-부가물-추진기의 상호작용이 묘사되는 유동 수치해석을 토대로 비공동 추진기 소음을 예측하였다. 추진기 방사 소음을 예측하기 위해 선체-부가물-추진기 전체영역에 대한 유동 정보를 전산유체역학 해석으로 얻은 뒤, FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings) 음향상사법을 적용하여 두께소음, 하중소음에 대한 소음을 수치적으로 예측하였다. 수치적 소음예측 결과는 모형시험을 통해 검증하였으며, 전체 소음 수준과 저주파 대역 소음예측에 있어 계측결과와 좋은 일치를 보였다.