• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.539-542
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• 2009

해군에서는 소나를 이용하여 수중 표적을 효과적으로 탐색하기 위한 소나운용전술을 개발하기 위해 노력하고 있다. 효율적인 소나운용전술 개발을 위해서는 먼저 다양한 운영전술에 대한 효과도를 분석할 수 있는 시뮬레이션 시스템이 필요하다. 시뮬레이션 시스템은 해양환경 정보, 자함 정보, 소나 정보, 그리고 수중표적의 정보를 매개변수로 입력받아 운용전술에 대한 시뮬레이션을 수행하며, 시뮬레이션의 진행에 따른 다양한 정보를 제공할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 다양한 환경에서 수중표적에 대한 함정의 최적 탐색 전략을 평가할 수 있는 탐색효과도 분석용 시뮬레이션 시스템을 설계 개발하였다. 시뮬레이션 시스템은 다양한 형태의 해양상태를 반영할 수 있도록 소나방정식 및 탐지확률곡선을 이용하여 개발되었으며, 표적의 실제적인 행동패턴을 고려하여 여러 가지 형태의 기동 패턴을 시스템에 묘사하였다. 개발된 시스템은 앞으로 수중표적에 대한 효율적인 소나운용전술을 개발하고 발전시키는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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• pp.186-189
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• 1993

능동 소나 체계에서 표적의 탐지거리 예측을 위하여 소나방정식이 이용되는데, 이는 음원 준위, 전달 손실, 표적 강도, 복반사 준위, 소음 준위, 방향성 이득, Detection threshold, Signal excess, 탐지 확률과 탐지거리의 요소로 구성된다. 본 연구에서는 능동 소나 체계에서 소나 깊이와 표적 깊이의 함수인 탐지거리를 계산하기 위한 알고리즘에 대해 살펴보았다. 소나의 각 요소와 환경이 주어졌을 때 SAFARI 모델을 이용하여 각 수신기의 깊이와 거리에서의 전달손실을 계산하였으며, 구하여진 전달 손실과 배경 소음 준위를 이용하여 Signal excess를 계산하였다. ROC(Receiver-operating-characteristic) 곡선을 이용하여 Signal excess를 탐지 확률로 계산한 후 두 항을 곱하여 각 깊이별 거리로 적분함으로서 탐지거리를 구하였다. 주파수 30Hz의 전방향 음원을 사용하여 여름의 일반적 음속 분포에서 계산한 결과 100m 음원 보다 300m 음원에서 상대적으로 큰 탐지거리를 얻었으며 각 음원 깊이별 평균 탐지거리는 100m 이하의 표면을 제외한 500m 까지는 거의 일정함을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.2753-2758
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• 2009

해군에서는 수중 표적을 효과적으로 탐색하기 위한 소나운용전술을 개발하기 위해 노력하고 있다. 효율적인 소나운용전술 개발을 위해서는 먼저 다양한 소나운영전술에 대한 효과도를 분석할 수 있는 시뮬레이션 시스템이 필요하다. 시뮬레이션 시스템은 해양환경 정보, 자함 정보, 소나 정보, 그리고 수중표적의 정보를 매개변수로 입력받아 소나운용전술에 대한 시뮬레이션을 수행하며, 시뮬레이션의 진행에 따른 다양한 정보를 제공할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 다양한 환경에서 수중표적에 대한 함정의 최적 탐색 전략을 평가할 수 있는 탐색효과도 분석용 시뮬레이션 시스템을 설계 개발하였다. 시뮬레이션 시스템은 소나방정식 및 탐지확률곡선을 이용할 수 있도록 개발되었으며, 표적의 실제적인 행동패턴을 고려하여 여러 가지 형태의 기동 패턴을 시스템에 묘사하였다. 개발된 시스템은 앞으로 수중표적에 대한 효율적인 소나운용전술을 개발하고 발전시키는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제16권4호
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• pp.29-34
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• 1997

원거리에서 수동소나에 의한 탐지거리를 예측하기 위해서는 소나방정식이 이용된다. 본 연구에서는 거리와 깊이함수의 신호이득 및 탐지확률을 구한 후 이를 거리로 적분하여 거리의존 해양환경에서 탐지거리를 계산하는 탐지거리 예측모델을 개발하였다. 개발된 모델은 기존에 발표된 거리독립 해양환경에서의 결과와 비교하여 검증하였고, 이를 바탕으로 거리의존 해양환경에서 수동소나에 의한 표적탐지에 큰 영향을 주는 난수성 소용돌이 해양환경에 확장 적용하여 표적의 탐지거리를 예측하였으며, 그 결과에 대하여 소개한다.

• 한국해양공학회지
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• 제8권1호
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• pp.62-70
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• 1994

In order to estimate the detection range of a active SONAR system, the SONAR equation is commonly used. In this paper, an algorithm to calculate detection range in active SONAR system as function of SONAR depth and target depth is presented. For given SONAR parameters and environment, the transmission loss and background level are found, signal excess is computed. Using log-normal distribution, signal excess is converted to detection probability at each range. Then, the detection range is obtained by integrating the detection probability as function of range for each depth. The proposed algorithm have been applied to the case of omni-directional source with center frequency 30Hz for summer and winter sound profiles. It is found that the optimal search depth is the source depth since the detection range increase at source depth where the signal excess is maximized.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.304-309
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• 2013

본 논문은 소나 방정식내의 성능지수를 판단하는 지능형 접근방법을 제안한다. 알 수 없는 수중표적의 거리와 고정적이지 않은 신호초과량은 추적과정에 대해 불확실성을 증가시킨다. 탐지거리와 연관된 신호 초과량의 입력 데이터들을 이용하여, 퍼지집합의 규칙을 세우고, 소나의 수신기로부터 얻어지는 데이터를 퍼지화 된 데이터 집합으로 변화시킨다. 알 수 없는 데이터들에 의해 발생되는 오차값들을 감소시키기 위하여 퍼지 집합으로 변환된 새로운 데이터를 이용한다. 구간별 최소값, 최대값 그리고 평균값이 계산되어, 수중 표적의 거리를 추정하는데 사용된다. 데이터들의 증감에 대한 분석을 통해 표적의 위치와 기동특성을 예측할 수 있다. 제안된 기법의 성능과 효과를 보여주기 위하여 몇 가지 예를 보였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.21-33
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• 2020

본 연구에서는 무인잠수정의 효과적인 대잠전 수행을 위해, 시나리오 기반의 무인잠수정 소나 센서 배열 선정을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 먼저, 대잠전 분야에서 무인잠수정의 임무 및 운용개념을 분석하고, 가장 주요한 임무 중 하나인 위험제어(Hold at Risk)를 시뮬레이션 시나리오로 선정하였다. 다음으로, 시뮬레이터 구성요소 모델을 위하여, 플랫폼별(무인잠수정, 표적 잠수함) 운동모델, 음향모델 및 환경모델을 제시하였다. 특히 음향모델에서는 센서 배열에 따른 빔패턴을 기반으로 수동 소나방정식을 이용하여 탐지여부를 판단하였다. 또한, 표적의 방위 및 고각 추정을 위하여 진폭기반 방위 추정법과 위상 모노펄스 추정기법을 각각 적용하였다. 개발된 시뮬레이터를 통해 센서 배열 변화에 따른 결과의 경향성이 기본적인 빔패턴 이론과 일치하는 것을 보여주며, 다양한 시나리오에 대한 적용 가능성을 시사한다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.3-9
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• 2012

본 논문에서는 파라메트릭 배열 기반 소나 통신 성능을 분석하였다. 분석을 위하여 음향학적 설계요소를 고려한 최적의 차 주파수 발생조건을 구하고 비선형성이 고려된 소나 방정식을 이용하여 차 주파수의 SNR을 추정하였다. 추정된 차 주파수의 SNR을 이용하여 디지털 변조 방식에 따른 이론적인 비트오류확률과 MIMO 채널 용량을 모의실험 하였다. 1차 주파수의 평균 주파수를 560kHz, 차 주파수를 45kHz 그리고 방사 파워 28.05Watt를 가정할 때, 비트오류확률 $10^{-4}$ 이하의 통신 거리는 1차 주파수를 사용할 경우 0.9km이고 차 주파수는 4.25km로 3.35km의 거리 이득을 얻음을 확인하였다. 또한 요구되는 채널 용량 10bps/Hz를 가정할 때 1차 주파수의 구동거리는 0.83km인 반면 주파수의 경우 SISO 통신은 3.8km 그리고 $2{\times}2$ MIMO 통신은 3.98km 까지 전송 할 수 있음을 확인 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.59-66
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• 2017

이 논문에서는 원자력발전소나 각종 플랜트 시설물에서 배관을 보호하기 위하여 마찰방식을 이용한 댐퍼를 개발하여 성능을 분석하는 연구를 수행하였다. 마찰방식댐퍼는 MER-Spring에 압축력을 가하여 베어링과 샤프트에 마찰력을 발생시켜 진동을 감쇠시키는 장치이다. 댐퍼의 성능을 분석하기 위하여 MER-Spring과 마찰재의 재료특성을 분석하고, 마찰의 영향에 대한 연구를 수행하였으며, 이에 대한 거동 방정식을 수립하였다. 또한 재료의 변형 여부를 판단 및 수립된 거동방정식의 신뢰성 검토를 위하여 시작품을 제작하였고 시편으로 제작된 댐퍼의 성능 시험과 유한요소 해석을 통하여 이를 분석하였다. 그 결과, 재료의 신뢰성이 확인되었고 마찰계수는 속도에 따른 보정이 필요하며, 반복재하 실험 및 유한요소해석 결과 우수한 결과를 나타냄을 확인하였다. 또한, 추후에 동적하중에 대한 검토가 수행되어 이 연구의 성과가 더 넓은 범위에 적용되었으면 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권6호
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• pp.447-452
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• 2008

본 연구에서는 만타형 수중운동체의 수평 및 수직 방향에 대한 자동제어 및 충돌회피 시스템을 확립하였다. PID 제어이론, 퍼지 추론 등이 적용되었으며, 시뮬레이션에 사용된 6자유도 운동 방정식은 이론계산과 구속모형 시험에 의하여 확립하였다. PID제어에 의한 심도제어 결과가 제시되었으며, UUV의 충돌 위험도는 가상 소나 시스템을 이용한 퍼지 추론으로 추정하였다. 이를 이용하여 만타형 수중운동체의 심도제어 시스템 및 충돌회피 시뮬레이션 시스템이 개발되었다.