• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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• pp.91-95
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• 1992

개영역(open boundary) 내의 변환기에 대한 음장 특성은 경계 조건이 좌표계와 정합되는 특수한 경우 헤름홀쯔 방정식풀이로 그렇지 않은 복잡한 형태의 음장에 대해서는 경계적분법이나 근사해법으로 얻어진다. 그러나 최근 이러한 문제들은 발달된 컴퓨터의 계산능력으로 유한요소법이나 경계요소법을 이용한 수치해법으로 해결되고 있다. 본 연구에서는 경계조건 변화에 따른 원통형 압전변환기의 방사임피던스 및 지향특성을 유한요소법 및 하이브리드형 무한요소법을 이용하여 구하고 기존의 해석적 결과와 비교하여 수중용 변환기 제작의 설계에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.237-240
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• 2000

본 연구에서는 한국 동해 대륙붕 해역에서의 주요 해양현상인 수직 수온구조의 단기변동, 수온전선, 그리고 내부파의 변동을 분석하고 이들 변화에 따른 음파의 음장변화를 고찰하였다. 한국 동해항 근해에서 수온의 수직적 변화는 계절적인 변화 이외에 약 2주간의 짧은 기간에도 매우 극적인 변화가 존재함이 실측자료를 통해 밝혀졌다. 1999년 관측된 CTD 자료를 바탕으로 음장 변화를 살펴본 결과 주파수 1kHz, 음원수심 $30{\cal}m$ 인 경우 수신기 수심에 따라 최소 3dB, 최대 10dB까지 차이를 가져올 수 있음을 알 수 있었다. 한국 동해에서 연안과 외해 사이에는 수온전선이 매우 자주 발달하며 여름에 가장 강한 것으로 알려져 있다. 동해항 근해에는 대표적인 수괴인 대마난류수와 북한한류수가 공존하며 이들의 상대적인 세력 변화 때문에 수은(음속)이 거리에 따라 급격하게 변하는 수온전선이 발달할 수 있다. 저주파수 대역 (200Hz)에 대한 간단한 시뮬레이션 결과는 수온전선이 정상적인 분포에 비해서 거리에 따라 7dB 정도의 큰 전파손실을 초래할 수 있음을 보인다. 한국 동해 연안에도 내부파가 존재한다는 사실이 최근 3년간의 연구 결과 밝혀졌다. 내부파는 외해에서 발생하여 대륙단을 거쳐 대륙붕으로 진행해 오면서 내부파 군 (Packets)으로 분산된다. 수직적 변화가 전체 수층의 $14\%$를 차지하는 간단한 형태의 내부파를 가정하여 음장변화를 시물레이션 한 결과 주파수 1 kHz, 음원수심 $20{\cal}m$인 경우 내부파는 수렴구역 형성을 현저하게 방해하여 최대 5dB까지의 차이를 유발하였다. 추후 이에 대한 연구는 내부파 전체의 시,공간적 분포 특성이 구체적으로 규명되면 보다 정확한 음장변화 추정이 이뤄져야 할 것으로 보인다. 또한 내부파와 음파의 상대적인 진행 방향에 따라 음장변화가 크게 다를 것이 예상되므로 이를 규명하기 위해서는 궁극적으로 3차원적인 음장분포 연구가 필요하다. 음향센서를 해저면에 매설할 경우 수충의 수온변화와 센서 주변의 수온변화 사이에는 어느 정도의 시간지연이 존재하게 되므로 이에 대한 영향을 규명하는 것도 센서의 성능예측을 위해서 필요하리라 사료된다.

• 한국음향학회지
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• 제22권8호
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• pp.660-669
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• 2003

본 논문은 음원 근처의 홀로그램 평면에서 측정된 음압에 대한 상호 파워 스펙트럼으로부터 홀로그램 평면에서의 음압 분포를 구하고 획득된 음장을 공간 변환하여 음원의 음장을 구하기 위한 이론을 설명하였으며, 홀로그램 평면에서의 상호 파워 스펙트럼으로부터 모든 지점에서의 음압을 구하기 위해 비선형 방정식에 대한 Taylor 급수를 전개하고 Newton-Raphson 법을 이용하여 계산하는 방법과 음원 영역으로의 역방향 전파시 발생되는 오차를 줄이기 위한 파수 필터를 제시하였다. 무한 배플 내의 원판형 진동체 수중 음원에 대한 모의실험을 통해 결과를 고찰하고 제시된 이론을 검증하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.381-384
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• 2000

초음파 음장의 상대적인 변화를 측정하는데 사용하기 위한 극소형 수중 청음기를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 압전체로서는 PVDF(Poly Vinylidene Di Fluoride) 고분자막을 사용하였으며, 수신 특성을 향상시키기 위해 임피던스 변환회로를 부가하였다. 본 논문에서는 설계된 수중 청음기의 초음파 수신특성을 Mason 등가회로에 의해 이론적으로 평가한 결과 및 극소형 수중 청음기의 제작 방법, 그리고 제작한 청음기의 초음파 수신 특성에 대하여 보고한다.

• 한국음향학회지
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• 제25권4호
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• pp.178-183
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• 2006

수중음장의 공간적인 분포를 측정하거나 해양에서 음파의 도래방향을 탐지하기 위하여 수중청음기 배열을 사용하고 있다. 그런데 수중청음기 배열은 일반적으로 규모가 크고 가격도 고가이다. 그래서 수중청음기 배열을 다루기가 편리하지 못하고, 구입하기도 쉽지 않다. 수중청음기 배열을 간편하게 구성하여 수중음파를 수신하는 데 사용할 목적으로 수중청음기와 데이터 로거가 일체형인 수중청음기 로거를 개발하였다. 그리고 수중청음기 로거로 구성된 수중청음기 배열 시스템을 개발하였다. 이 논문에서는 개발된 수중청음기 로거 및 수중청음기 배열 시스템의 구성에 대하여 보고한다. 또한 수중청음기 로거의 수조실험 결과 및 수중청음기 배열 시스템에 의한 해수중 주위잡음의 측정 예에 대하여 고찰한다. 그리고 이 수중청음기 배열 시스템을 사용할 때 편리한 점에 대해 기술한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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• pp.97-100
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• 2000

정합장처리(matched-field processing)는 실제 음향자료와 복제음장과의 공간 coherence를 이용한 음장의 역추정 방법이다. 광대역 스펙트럼을 가지는 음원의 경우 협대역 단일 주파수별로 정합장 출력을 계산한 후, 각 출력을 더하는 incoherent 광대역 정합장처리를 사용하였으나, 그 경우 수신기들과 주파수들간의 상호 공간과 주파수 정보를 사용치 못하므로 음원 위치추정 성능이 저하된다. 본 논문에서는 광대역 스펙트럼의 여러 주파수를 사용하여 확장된 CSDM(cross-spectral density matrix)을 구성하여 coherent 정합장처리를 구현하고, 각 정합장처리 기법에 대한 음원 위치추정 성능을 분석하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.969-976
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• 2014

Nowadays, it is required for naval ships to estimate 3D underwater radiated noise pattern in all direction at peak frequencies of hull vibration for the reduction of being detected and doing the effective operation. For this purpose, the numerical method has to be developed to calculate 3D underwater radiated noise pattern with experimental data. It is very difficult to obtain the experimental data for the real ship. Alternative to get the experimental results is to use NAH(near-field acoustic holography) in acoustic tank with experimental model. Application of NAH in acoustic tank for the experimental model needs some investigation of reflection wave from the wall of the acoustic tank and unmeasured zone of the experimental model due to the supporting structure for it. In this study, the effect of reflection wave in the acoustic tank and unmeasured area of the experimental model when using the NAH was investigated with experiment and numerical model. From these, it is known for the error due to reflection wave can be reduced when the distance between the measurement plane and source is being shorten. Also, unmeasured area of the experimental model gives rise to some error in the estimation of the far-field acoustic pressure.

• 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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• 제27권1호
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• pp.40-46
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• 2008

천해 영역에서 선박과 같은 수상 소음원의 간섭 신호는 정합장처리를 이용한 수중 표적 탐지 및 위치추정 기법 적용에 있어 문제점으로 남아있다. 정지 음원의 경우 수신기공간의 음장에 대한 고유벡터분해를 통해 각 음원 성분을 분리하고 간섭 신호 성분을 제거할 수 있다. 하지만 일반적인 이동 음원 환경에서는 각 신호 성분의 에너지가 수신 음장의 부분공간에 퍼지게 되므로, 고유값 분포 비교만으로 각 신호 성분을 구별하기 어렵게 되거나 하나의 고유벡터에 각 신호성분이 섞이는 경우도 발생한다. 본 논문에서는 수상 음원과 수중 음원 신호의 물리적 특성 차이를 이용한 모드공간 간섭 신호 제거 기법을 제안하였다. 이 기법은 모드-공분산행렬에 대한 고유벡터분해를 통해 간섭 신호 성분을 판별하며, 이 성분들을 부분공간에서 제거함으로써 차폐되었던 표적 신호를 복원하고 위치추정을 가능하게 한다. 이를 모의실험을 통해 확인하고 결과에 대해 논의하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.387-390
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• 1999

누설탄성표면파(Leaky Surface Acoustic Wave : LSAW) 측정에 사용하는 것을 목적으로 PVBF 압전막을 이용하여 직선집속 초음파트랜스듀서를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 제작은 한쪽 면이 원통형 구조를 갖는 구리, 알루미늄, 3mmPVC-에폭시 3가지 재료를 배면층으로 사용하여 각각에 PVDF를 부착시켜서 수중에 음파를 방사하도록 구성하였고, 특성평가는 임펄스응답 특성과 음장 특성으로 나누어서 평가하였다. 임펄스응답 특성은 제작한 3종류의 집속 초음파트랜스듀서에 대해 실험적으로 측정하고, Mason 등가회로1)를 이용한 이론적 해석결과와 비교하였다. 음장특성 측정실험은 구리를 배면체로 하여 제작한 집속 초음파트랜스듀서에 대해서 실시하였고, 그 이론적인 계산결과는 Raylelgh-Somme-rfeld 회 절이론2)을 도입하여 초점면에 형성되는 음압분포를 계산하는 것으로 얻어졌다. 실험은 펄스 초음파 송수기 및 $2{\mu}m/step$으로 이동하는 정밀 x-y-z 스테이지를 컴퓨터에 연결하여 자동 측정하는 것으로 수행되었는데, 그 결과는 이론 해석결과와 비교적 잘 일치하였다.