• 비파괴검사학회지
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• 제37권1호
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• pp.7-12
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• 2017

음향 비선형 파라미터는 입사시킨 기본주파수 성분의 변위 진폭 크기와 재료의 비선형성에 의하여 발생된 2차 고조파 성분의 변위 진폭 크기의 비로 정의된다. 본 연구에서는, 압전소자 방식을 이용한 초음파 절대변위진폭 측정의 타당성을 확인하고자, 이 기법을 통해 초음파가 입사된 SUS316 시편의 절대변위진폭을 측정하였다. 또한 비교를 위해, 레이저를 통한 패브리패럿 방식의 간섭계를 이용하여 동일 시편에 대한 절대변위진폭을 측정하였다. 두 가지 기법을 통한 실험 결과는 서로 잘 일치하는 경향을 보였으며, 특히 압전형 수신 기법의 경우 기존의 레이저 변위측정기법에 비하여 반복 측정의 안정성이 우수한 것으로 나타났다. 이 결과로부터 압전형 수신 기법은 기존 레이저 측정 기법에 비하여 과정이 복잡하지만, 미세변위를 더 안정적으로 측정할 수 있어 음향 비선형 파라미터의 측정에 유리할 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.377-387
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• 2023

본 논문에서는 1-3형 압전복합재료를 단일상의 균질 압전매질로 모델링하기 위해 필요한 등가의 물성을 유한요소 해석으로 직접 추출하는 기법의 정확도를 다룬다. 직접 추출 기법은 압전재료의 전기적, 기계적 거동과 상호 간 커플링을 기술하는 구성방정식을 기반으로 물성 행렬의 개별 성분들을 직접적으로 산출하는 방법이다. 직접 추출에 사용되는 두 가지 구성방정식 조합 간의 정확도를 비교하기 위하여 단일 1-3형 압전복합재료 하이드로폰을 대상으로 등가물성과 수신감도를 산출하고 전체 영역에 대한 유한요소 해석 결과와 비교한다. 물성 추출의 정확도는 압전복합재료를 구성하는 폴리머의 탄성 특성과 밀접한 관련이 있음을 확인하고, 오차 원인을 분석하여 정확한 등가물성 산출을 위한 가이드라인을 제시한다. 압전복합재료 하이드로폰과 주변의 음향구조물을 포함하는 스테이브 규모에 대해서도 등가 모델링을 적용하여 추출된 물성의 정확도와 연산량 감소를 확인한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.14-19
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• 2013

금속 재료의 비선형 파라미터는 고유한 물성치로서 기본주파수의 음압의 크기($A_1$)과 2차고조파의 음압의 크기($A_2$)을 측정하면 산정할 수 있다. 하지만, 실험적으로 $A_1$과 $A_2$를 측정하는 것은 매우 복잡한 변환 과정이 필요하기 때문에 현재 많은 연구자들이 비선형 파라미터의 절대값을 측정하지 않고, 전압 변화를 관찰하는 비선형 파라미터의 상대값을 측정하고 있다. 하지만, 비선형 파라미터 상대값으로는 재료의 물성치를 대변할 수가 없기 때문에, 열화도에 따른 시편 측정에만 사용할 수 있는 제약이 있다. 따라서 본 연구에서는 정전용량 측정기법(capacitive detector)보다는 비용이 적게 소모되고 현장 적용이 가능한 압전형 수신기법(piezoelectric detection)을 이용하여 비선형 파라미터의 절대값을 측정하기 위한 시스템을 구축하였다. $A_1^2vsA_2$ 그래프로 시스템의 선형성을 검증하고 시험편인 fused silica와 Al2024-T4에 대한 비선형 파라미터를 측정하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권3호
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• pp.10-17
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• 2003

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 박막 체적 공진기 대역통과 여파기 설계기법을 제안하였다. 기존의 BVD등가모델을 이용한 여파기 설계기법은 공진 모드에서의 공진기의 임피던스 특성을 몇 개의 집중 소자로 근사함으로써 생기는 오차를 포함하고 있다. 본 논문에서는 공진기의 전기적 임피던스 특성식 자체를 이용한 최적화 FBAR여파기 설계기법을 제안하였다. 유전자 알고리즘을 적용하여 설계기준을 만족하도록 공진기의 두께 및 면적을 최적화하였다. 첫 번째 유전자 알고리즘은 사다리형 여파기의 직렬/병렬 공진기의 직렬/병렬 공진 주파수가 통과대역의 중심주파수와 일치하도록 각 공진기의 압전 물질 두께를 최적화하였다. 두 번째 유전자 알고리즘은 설계하고자하는 대역통과 여파기 특성을 만족시키기 위한 각 공진기의 면적을 최적화하였다. 제안된 방법을 이용하여 설계된 US-PCS 수신 대역통과 여파기는 기존의 방법 및 BVD모델을 이용한 설계결과와 비교하여 우수한 응답특성을 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제28권8호
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• pp.806-814
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• 2009

이 논문은 능동흡음재를 이용한 수중음향반사파 상쇄에 관한 연구이다. 능동흡음재는 평판형 구동센서와 수신센서로 몰딩되고 외부 제어기와 연결된 구조로 되어있다. 이 두 층의 센서와 피드백제어기는 하나의 피드백 루프를 이루며, 이 루프의 특징은 외부로부터 인가되는 입사파에 대해 음향 임피던스가 자동적으로 정합되어, 자동적으로 반사파를 상쇄하는 특성을 가진다. 능동흡음재의 전기 구조 음향의 다중물리특성은 1차원 전달함수로 모델링 되고, 운용주파수 대역에서 입사파에 대한 반사파가 최소화 되도록 제어기의 전달함수가 설정된다. 능동형 흡음재는 수동형 흡음재의 두께에 비하여 현저히 얇은 두께를 가지며, 간단한 아날로그 회로 제어기만으로도 넓은 주파수 대역에서 우수한 흡음특성을 보인다.