• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.789-796
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• 2012

함정의 수중방사소음은 그 해석의 어려움이나 정확성에 있어서 매우 관심이 큰 문제이다. 본 논문에서는 구조물의 수중방사소음을 해석하기 위하여 유한요소/경계요소 연성해석법을 제안하였다. 제안된 방법은 헤름홀츠방정식에 대한 Burton-Miller 적분방정식에 기반하는 부가수 질량과 감쇠행렬을 이용하여 구조물의 구조-유체 연성응답을 해석하고 계산된 구조물의 응답으로부터 수중방사소음을 계산하는 순차적인 방법이다. 구조-유체연성작용의 구조해석은 상용소프트웨어인 MSC/NASTRAN 에 구조-유체연성효과 행렬을 추가하여 해석하는 방법으로 이루어졌고, 수중방사소음의 경우는 전용 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 수중방사소음 해석법을 간단한 예제를 통하여 그 특성을 살피고, 실제 함정의 받침대 진동에 의한 수중방사소음의 계산에 적용하여 그 유용성을 보였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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• pp.466-471
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• 2008

Structural vibration and noise are hot issues in underwater vehicles such as submarines for their survivability. Therefore, active vibration and noise control of submarine, which can be modeled as hull structure, have been conducted by the use of piezoelectric materials. Traditional piezoelectric materials are too brittle and not suitable to curved geometry such as hull structures. Therefore, advanced anisotropic piezoceramic actuator named as Macro-Fiber Composite (MFC), which can provide great flexibility, large induced strain and directional actuating force is adopted for this research. In this study, dynamic model of the smart hull structure is established and active vibration control performance of the smart hull structure is evaluated using optimally placed MFC. Actuating performance of MFC is evaluated by finite element analysis and dynamic modeling of the smart hull structure is derived by finite element method considering underwater condition. In order to suppress the vibration of hull structure, Linear-Quadratic-Gaussian (LQG) algorithm is adopted. After then active vibration control performance of the proposed smart hull structure is evaluated with computer simulation and experimental investigation in underwater. Structural vibration of the hull structure is decreased effectively by applying proper control voltages to the MFC actuators.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.138-145
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• 2009

Structural vibration and noise are hot issues in underwater vehicles such as submarines for their survivability. Therefore, active vibration and noise control of submarine, which can be modeled as hull structure, have been conducted by the use of piezoelectric materials. Traditional piezoelectric materials are too brittle and not suitable to curved geometry such as hull structures. Therefore, advanced anisotropic piezocomposite actuator named as Macro-Fiber Composite(MFC), which can provide great flexibility, large induced strain and directional actuating force is adopted for this research. In this study, dynamic model of the smart hull structure is established and active vibration control performance of the smart hull structure is evaluated using optimally placed MFC. Actuating performance of MFC is evaluated by finite element analysis and dynamic modeling of the smart hull structure is derived by finite element method considering underwater condition. In order to suppress the vibration of hull structure, Linear Quadratic Gaussian(LQG) algorithm is adopted. After then active vibration control performance of the proposed smart hull structure is evaluated with computer simulation and experimental investigation in underwater. Structural vibration of the hull structure is decreased effectively by applying proper control voltages to the MFC actuators.

• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.193-199
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• 2019

본 논문에서는 선체부착형 음향센서의 플랫폼 진동유기 소음 차단 특성을 확인하기 위한 수중 진동 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 음향수조 환경에서 음향센서가 설치된 선체모사구조물과 가진기를 이용하여 플랫폼 진동유기 소음 조건을 구현하였고, 선체모사구조물 및 음향센서에 설치된 표준 가속도계와 음향센서의 출력신호 측정을 통해 음향센서의 진동차단율, 삽입손실 및 진동민감도와 같은 성능지수를 산출하였다. 산출된 성능지수 결과를 토대로 음향센서의 주파수별 소음 차단 특성을 분석하고 실험 기법의 유효성을 검토하였다.

• 한국음향학회지
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• 제19권6호
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• pp.17-22
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• 2000

항공기나 선박과 같은 복잡한 구조물의 광대역 진동, 소음 예측을 위해 통계에너지해석법(SEA)이 널리 이용되고 있다. SEA를 이용해 접수 구조물의 진동, 소음을 정확히 해석하기 위해서는 접수에 의한 각 파라메터의 변화를 알아야만 한다. 본 연구에서는 기본 결합 요소인 'L'형과 'T'형 선결합 구조물에서 접수를 고려한 연성손실계수를 해석하고 공기중 진동시의 해석 결과와 비교하였다. 또한 'L'형, 'T'형 선결합을 가지는 단순한 형상의 steel box가 수중에서 진동하는 경우에, 접수에 의한 연성손실계수 변화가 세부시스템의 진동에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 통해, 구조물이 접수될 때 발생하는 연성손실계수의 변화를 확인하였으며, SEA를 이용한 접수 구조물의 진동 및 소음 해석시 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 접수에 의한 모드밀도, 내부손실계수 변화와 더불어 접수에 의한 연성손실계수 변화를 반드시 고려하여야 함을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1964-1969
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• 2010

최근 건설시장 규모가 확대되고 교통산업이 발전하면서 지하철 및 터널 등과 같은 개착형 Box 혹은 Shield형 터널 구조물 등 지하구조물의 건설이 다양화되고, 그 수요도 점차 급증하고 있는 실정이다. 그러나 주로 지하에 건설되는 콘크리트 구조물은 시공시 신축이음 및 시공 조인트 등과 같은 다양한 형태의 조인트 발생과 구조물의 수축팽창에 따른 거동, 부동침하, 과다하중, 진동발생에 의한 균열로 인하여 누수가 발생되고 있다. 이에 다양한 방수공법 및 재료들이 현장에 적용되고는 있지만 지하철도, 지하철 등과 같은 진동 및 구조물의 거동이 상시적으로 발생되는 환경조건에서는 방수층의 성능이 저하되어 균열, 침식, 들뜸 등으로 물이 확산되어 재누수가 되는 악순환을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 진동 및 구조물의 거동에 대응 가능한 점착 유연형 복합방수공법을 대상으로 구조물의 거동 대응성 시험을 평가하고, 거동 및 진동이 상시적으로 발생되는 지하철, 터널 등을 대상으로 실제 현장에 적용 후 사례를 통해 구조물 거동에 대응 가능한 방수기술을 검토하였다. 이러한 거동 대응 특성을 검토한 결과 방수재가 기건 및 수중환경에서도 재료의 유연성과 부착성을 유지하여 물의 침투를 방지하고, 거동폭 $5.0mm({\pm}0.5)$ 범위에서도 거동에 대응 가능함을 알 수 있었다.

• 대한공업교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.224-237
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• 2010

수중 운동체가 가동할 때 돔 앞쪽에 설치된 센서에 유기되는 진동파 소음은 구조를 통해 전달된다. 구조를 통해 전달되는 소음과 진동이 음향 센서의 성능을 저하시키는 요인이 되지 않도록 구조물로 타고 들어오는 진동파를 효과적으로 차단하기 위하여 본 연구에서는 CRP(Carbon Reinforced Plastic)와 SNORE링(Self-NOise REduction Ring)를 설치하고 주파수에 따른 변위와 응력의 변화를 관찰하였다. 곡면 구조물의 재질은 알루미늄이며 최대 외경 530mm, 길이 215mm 정도이다. 곡면 구조물의 전면부는 직경이 270mm이며 평면형상으로 되어 있다. 주파수에 따른 CRP와 SNORE 링 부착 전후에서의 응력 감소율을 시뮬레이션 하였으며 12kHz와 15kHz 주변에서는 95% 이상의 감소율을 보였다. 음향 센서의 부착 위치에 따른 응력의 변화를 계산하였으며 중심부에서 가장 높게 나타났고 20mm, 40mm 떨어진 곳으로 이동할수록 응력의 크기가 낮게 나타났다. 본 연구의 결과는 음향센서의 감도를 높이는데 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제16권2호
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• pp.10-15
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• 1997

수중 청음기는 진동하는 물체 위에 설치되어 다양한 외부 잡음 원이 유입되는 환경에 노출되어 있다. 외부 잡음 원으로는 수중 청음기가 설치된 구조물 자체의 진동, 프로펠러 잡음, 그리고 유동 유기 잡음들이 있고, 이들 외부 잡음원은 실제 강도가 상당히 높아서 센서의 정확한 작동에 장애가 되고 있다. 본 연구에서는 외부 잡음에 무관한 고 정밀도, 저 잡음 특성을 갖는 수중 청음기를 개발하기 위하여 유한 요소법(FEM)을 사용하여 잡음 전달 특성의 분석 및 air pocket과 음향 감쇠층의 다양한 조합으로 이루어진 개선된 구조의 수중 청음기를 설계하고, 내 잡음성 평가를 하였다. 그 결과 센서 측면 하단부에 잡음 원이 위치할 경우 가장 큰 잡음 신호로 작용하므로 구조를 변경한 결과 기존 수중 청음기에 비해 59% 이상 내 잡음성을 증진 시켰다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권5호
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• pp.58-63
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• 2011

Underwater vehicles such as UUVs (Unmanned Underwater Vehicles) and ROVs (Remotely Operated Vehicles) use sonar to detect their underwater environment or other underwater vehicles. The underwater vehicles designed recently have an electrical power system with high rotational speed. This system can generate high frequency vibrations above 10 kHz, and these vibrations can cause bad (negative) effects on the performance of the sonar. In many previous investigations, numerical analyses have been used for high frequency vibration problems. In this study, an experimental analysis was carried out, and a circular cylindrical shell was considered as the hull structure of an underwater vehicle. Frequency transfer functions for the circular cylindrical shell were identified using an experimental vibration analysis in the air and in a fully-submerged condition. We compare the frequency transfer functions in the air and water to obtain hydro-elastic effects. It is found that the dynamic characteristics of the circular cylindrical shell are changed by varying the response position.

• 소음진동
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• 제8권2호
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• pp.260-266
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• 1998

수조 내에 잠긴 구조물에 대한 미끄럼 지진응답의 해석시 비선형 모델에 포함되는 유체동적 효과를 계산할 때에 종래의 방법은 수조와 구조물 사이의 초기 간격 조건만으로 계산한 다음, 이를 지진 작용 시간동안 일정한 값으로 가정하여 사용하였다. 이는 지진시 수중구조물의 예상변위가 유체 간격에 비해 아주 작다고 가정하였기 때문이다. 그러나 유체 간격이 비교적 크지 않은 조건에서는 이 방법은 자칫 비보수적인 결과를 초래할 수 있다. 본 논문에서는 건물내 수조에 잠긴 구조물에 대한 지진해석의 한가지 예를 통하여 어떠한 경우 얼마나 미끄럼변위를 과소평가 할 수 있는지를 보인다. 그리고, 이러한 경우 최대 미끄럼변위의 예측시 예상되는 과도한 오차를 피하기 위하여는 시간적분을 위한 각 적분 단위시간마다 유체동적 효과를 지속적으로 계산하여 개정하여 주어야 한다는 사실을 확인하였다.