• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.253-256
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• 2000

본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제24권8호
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• pp.441-446
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• 2005

수중에서 원통형 산란체의 산란 음장에서 발생하는 간섭 효과를 확인하기 위하여 한 개의 원통형 산란체와 동일한 두 원통형 산란체의 방위각에 따른 고주파 (120 kHz) 산란 패턴을 측정하였다. 실험은 가로, 세로, 높이가 각각 $5m\times5m\times5m$ 수조에서 공기가 채워진 원통형 PVC (poly vinyl-chloride)로부터 1.5m 거리에 위치한 수중 청음기를 $360^{\circ}$ 회전시키면서 실시하였다. 실험 결과 한 개 원통은 후방에서 무지향성으로 산란하는 특성을 보였으나 두 개 원통에서는 방위각에 따른 표적 강도의 변동성 (fluctuation)이 나타났다. Stanton이 제한한 이론 식과 측정한 산란 패턴을 비교한 결과 유사한 경향을 확인할 수 있었다.. 두 개 원통의 산란 패턴에서 나타나는 표적 강도의 변동성은 두 산란체의 중심으로부터 청음기까지의 거리차로 인한 산란 음장의 간섭 때문이다. 또한 두 개 원통의 산란 이론으로부터 원통의 간격이 커짐에 따라 표적 강도의 변동성이 심해지는 현상을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.68-76
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• 2001

유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.84-92
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• 2000

본 논문에서는 유한요소와 무한요소를 사용하여 수중 산란체의 산란해석을 수행하였다. 무한영역을 유한영역으로 나누어 유한영역은 유한요소를 사용하여 모델링하고 무한/유한 영역의 경계면에서는 비반사조건을 만족시키기 위하여 무한요소를 사용하되 파동 특성이 가미된 IWEE(Infinite Wave Envelope Element)를 사용하였다. 수중 강체구의 산란해석에 유한요소의 차수, 크기 및 유한요소 모델 그리고 IWEE가 미치는 영향을 살펴보았다. 수치적 산란해석에서 인위적 반사를 줄이기 위해서는 유한요소와 IWEE의 연결을 유연하게 하기 위하여 유한요소는 잘게 나누거나 이차요소를 사용하는 것이 좋으며 IWEE에서는 고차를 사용하는 것이 바람직하다.

• 한국음향학회지
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• 제22권4호
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• pp.250-260
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• 2003

수중에서 기포는 비선형성이 강한 음향 산란체로서 수중 기포들로부터 산란된 음파들은 강한 비선형 음향특성을 보인다. 입사 음파의 산란된 음파들은 기본 주파수에서뿐만 아니라 배진동 또는 고차진동 주파수들에서도 관측된다. 서로 다른 주파수의 두 음파가 기포에 입사되는 경우, 산란된 음파들은 입사 음파들의 합 및 차주파수에서도 관측될 수 있다. 본 연구에서는 수중에 형성된 기포막에 두 음파가 입사되는 경우, 기포의 비선형성에 의해 차주파수 음파의 진폭이 증폭되고 두 입사 음파의 전파방향으로 지향성이 나타남을 관측하였다. 산란된 차주파수 음파의 지향성은 일차 음원의 지향성을 사용하여 가상음원에 대한 결맞음 산란특성으로 해석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제24권8호
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• pp.447-453
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• 2005

수중 초음파 (5, 10, 15 MHz)를 사용하여 적조 플랑크톤 Cochlodinium polykrikoides (식물 플랑크톤, 편모조류)의 후방산란 특성을 파악하기 위한 음향 실험을 실시하였다 적조 산란체의 적조주의보 (300 cells/a) 보다 적은 양의 개체 수 변화를 탐지하였고, 개체군 밀도와 후방 산란신호와의 상관관계를 시간영역에서와 주파수 영역에서 확인하였다. 또한, fluid-sphere model[1]을 이용한 이론적인 체적 산란강도를 계산하여 실측 체적 산란강도와 비교한 결과가 잘 일치하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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• pp.622-628
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• 1998

The SONAR(SOund NAvigation and Ranging) is the system that detects objects and finds their locations in water by using the echo ranging technique. In this paper, the scattering phenomena for a rigid spherical scatterer will be analyzed using closed form solution, Boundary Element Method and Finite Element Method. Scattering analysis for an elastic spherical scatterer will be analyzed, later. In oder to analyzing the sound wave scattering phenomena for an elastic scatterer in water coupled problem between acoustic and vibration must be considered.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.171-174
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• 2004

표적강도는 수중 산란체의 능동 탐지 확률을 좌우하는 중요한 변수중 하나이며 산란체의 기하학적 형상에 의해 결정이 되기 때문에 수치해석을 통한 해석 및 예측이 가능하다. 수치해석 기법은 현재 여러 가지가 알려져 있으며, 그중 Kirchhoff approximation이 다른 해석 기법에 비해 거울면 반사특성의 산란해석에 적합하며, 프로그램으로의 적용이 용이하다는 장점으로 인해 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점에 의거하여 Kirchhoff approximation을 이용하여 표적강도 수치해석 프로그램을 개발 및 검증하였다. 프로그램의 성능 검증은 원통형 산란체에 대한 이론해 검증과 원통형 실험 산란체를 통한 실험 검증을 수행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제10권2호
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• pp.36-43
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• 1991

수중에서 원기둥 형태의 기포집단에 의한 후방 산란특성을 이론 및 실험적으로 연구하였다. 이론적 해석을 위하여, 기포기둥을 외형과 공기 함유비 및 크기에 의해 특정지워지는 하나의 단일 산란체로 가정하였으며, 일반 산란 이론식을 이용하여 분석하였다. 기포기둥의 공기 함유비가 1% 이하로 작은 경우와 기포기둥을 구성하는 단일기포의 공명 진동수보다 높은 입사 주파수에 대한 기포기둥의 산란특성은 단일기포의 크기보다 공기 함유비에 크게 의존함을 확인하였다. 또한, 공기 함유비가 증가할수록 후방 산란음압은 증가하며, 최대 음압 주파수는 저주파수 영역으로 이동되는 현상이 이론 및 실험적으로 관찰되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.599-600
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• 2014