• 감성과학
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• 제9권1호
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• pp.39-48
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• 2006

본 연구의 목적은 직물 소리의 주관적 감각을 결정하는 객관적 성질 중 가장 밀접한 관계를 지닌 것으로 보고되고 있는 물리적 음압 외에 직물 소리의 미세한 감각 차이를 설명할 수 있는 2차적 물성들을 규명하는 데에 있다. 3dB 이내의 유사 음압을 보이는 전통 견직물 다섯 종을 선택하여, 음향학적 물성치로 음색 요인인 ${\Delta}L$과 ${\Delta}f$, 심리음향학적 요인인 sharpness[z], roughness[z], fluctuation strength를 측정하고, 직물의 역학적 성질로서 Kawabata Evaluation System (KES)의 17개 물성을 측정하였다. 주관적 감각은 자유식강도측정법에 의하여 부드러움과 시끄러움을 포함한 7개 감각을 평가하였다. 연구 결과, 유사음압의 전통 견직물의 소리에 대한 주관적 감각 중 객관적 물성과 유의한 상관관계를 보이는 감각은 맑음과 거침, 높음이었다. 견직물 소리 간에 차이를 보인 맑음과 거침은 음색 요인인 ${\Delta}L$에 의해 영향을 받아서, ${\Delta}L$ 값이 큰 직물일수록 소리가 더 맑고 덜 거칠게 느껴지는 것으로 나타났다. 또한 주관적인 높음은 roughness[z]와 ${\Delta}f$와 유의적 상관관계를 나타내어, roughness[z] 값이 커질수록 또는 ${\Delta}f$값이 작아질수록 소리가 더 높게 느껴지는 경향을 보였다. 따라서 유사음압의 전통 견직물의 소리 감각은 음압 외에 roughness[z]와 음색 요인들에 의하여 결정되며, 이를 전통 견직물의 소리 설계에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.249-249
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• 2022

국외에서 산지재해를 예방하기 위해 하천 유사량을 계측하는 기존의 재래식 채집기의 문제점을 보완한 간접계측장치인 하이드로폰의 개발 및 실용화를 위한 연구를 수행하고 있다. 하지만 국내의 경우 유사량을 계측하는 기술 수준은 선진국에 비해 기초단계에 머물러 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국내에서 사용하기 적합한 간접계측장치를 개발하고자 한다. 간접계측장치인 하이드로폰은 횡단구조물의 끝단에 부착하여 설치하는 형태로 개발하였다. 충돌음향 계측을 위한 센서부는 파이프와 마이크로폰으로 구성하였으며, 구조물에 부착하기 위한 고정프레임과 연결장치로 제작되었다. 설치된 계측장치는 하상에서 이동중인 토사가 파이프에 충돌할 때 발생하는 소음을 계측하며 충돌음은 데이터로거로 취득된다. 계측된 음향 데이터는 정확한 소류사량 추정을 위해 충돌 횟수에 착안한 펄스 분석 방법과 진폭의 시간 적분치에 착안한 음압적분치 방법으로 비교·검토를 수행하였다. 소류사량 추정 관계식의 유의성 분석을 수행한 후 펄스 수 기반 추정 관계식과 음압적분치 기반 추정 관계식을 공급 소류사량과 비교시 각각 29%와 33%의 오차율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 앞서 선정된 소류사량 추정 관계식의 신뢰성을 확보하기 위해 관계식으로 추정할 수 있는 예측구간 및 95% 신뢰구간을 분석하였으며, 분석 결과 펄스 수 기반 추정 관계식은 92.5%, 음압적분치 기반 추정 관계식은 90.9%로 두 관계식 모두 소류사량을 추정하기에 양호한 수준으로 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 향후 추가적인 연구를 수행한다면 수문조사 시 부족했던 유사량 측정분야의 확대에 기여할 수 있을 것으로 예상되며, 이와 관련된 사업 및 기술발전에도 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.479-479
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• 2018

하천의 수심, 유속, 하상경사, 하상재료, 만곡도 등과 같은 물리적 특성에 따라 생물서식처로서 다양한 특성을 나타내고 그 특성들에 의해 서식처의 유형을 구분할 수 있다. 이러한 서식처 유형에 따라 수중음향의 특성이 달라지며, 수중음향의 서식지의 양적 표시자로서 잠재력으로 인해 최근 많은 연구들이 시도되고 있다. 본 연구에서는 인공적인 영향을 적게 받은 자연하천으로 양양 남대천 12개 지점을 대상으로 하여 서식지의 형태에 따른 수중음향과 하천의 수리적 인자에 따른 관계를 파악하고자 하였다. 서식처 유형으로는 빠른 유속에 얕은 수심을 가지고 있는 여울(riffle), 수심이 깊고 유속이 느린 소(pool), 낙차가 있는 계단형 여울(step riffle)에 대해 조사하였다. 수중배경음은 여울과 계단형 여울이 유사하게 나타났으며 소는 상대적으로 낮은 배경음을 나타내었다. H2, H4, H5, H9, H10 지점은 여울 형태로 유속에 따라 H2, H5, H4, H9 지점 순으로 음압레벨이 낮아지는 경향을 보였으며, H10지점은 H9, H4 지점에 비해 낮은 유속임에도 높은 음압레벨을 보였다. 이는 H10 지점의 하상이 조도가 매우 큰 전석으로 이루어져 나타나는 현상으로 판단된다. H3, H6, H7, H8, H12 지점은 소 형태로 H12 지점을 제외하고 대체로 낮은 음압레벨을 보였으며, H3과 H6지점에서는 저주파수에서 높은 음압레벨을 보였다. 이는 수심이 깊은 경우 상류의 저주파수의 음파가 잘 전달되기 때문으로 판단된다. H1과 H11지점은 계단형 여울로 낮은 수심에서 빠른 유속을 가진 H11지점과 느린 유속을 가진 H1 지점에서 대체로 높은 음압레벨을 나타내었다. 이는 낙차에 의한 수중음향 발생에 의한 것으로 판단된다. 세 가지 유형에 따른 수중 음향을 비교하였을 때 음압레벨은 계단형 여울, 여울, 소 순서로 높게 나타났다. 결과적으로 수중음향이 서식처의 수리적 특성에 따라 다양한 특성을 나타내고 있으며, 이를 통해 생물서식처를 평가하기 위한 새로운 방법으로 수중음향의 활용 가능성을 제시하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.359-362
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• 2004

수중에서 사용되는 음향변환기의 성능은 사용환경 뿐만 아니라 많은 설계변수들의 조합에 의해 결정되며, 이들 설계변수들의 영향은 서로 선형 독립적이지 않은 경우가 대부분이다. 따라서 음향변환기의 최적성능을 구현하기 위해서는 각 설계변수들의 개별영향 뿐만 아니라 강호작용에 의한 영향을 동시에 고려하여야 한다. 본 연구에서는 tonpilz 변환기에 대하여 유한 요소 해석을 통하여 설계변수들이 중심 주파수, 대역폭, 음압 및 충격력에 미치는 영향을 파악하였고, 그 결과들의 통계적 다중 회귀분석을 통하여 중심 주파수 대역폭 음압 및 충격력을 이들 설계변수들의 함수로 도출하였다. 나아가 제한 최적화 기법을 이용하여 주어진 사용 환경에서 동작하면서 최대 음압을 구현할 수 있는 변환기의 최적 구조를 자동으로 결정할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 최적화 프로그램은 다중 설계변수들의 상호효과를 충분히 반영할 수 있으며, 유사한 기능의 여타 음향변환기 설계에 직접 응용이 가능할 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권5호
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• pp.185-190
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• 2018

Tonpilz 트랜스듀서를 FEM 시뮬레이션인 COMSOL의 structural module을 이용하여 구현하였다. 트랜스듀서의 음압 특성과 시뮬레이션 결과를 비교하기 위하여 acoustic module을 이용하여 형성된 음압의 공간적인 분포와 실제로 트랜스듀서를 구현하여 마이크로폰으로 측정한 음압 분포를 비교하였다. 그 결과, 공진주파수와 최대 음압은 시뮬레이션의 경우는 28 kHz에서 163.5 dB로 예측되었고 실제 제작된 트랜스듀서에서는 28.84 kHz에서 137.8 dB로 측정되었다. 또한 모사된 음압 분포와 실제로 측정한 음압 분포가 유사한 패턴으로 형성되는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.522-522
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• 2017

하천에서 식생은 하도내 흐름저항과 항력을 증가시켜 유속과 유사이동을 감소시킨다. 유속의 감소로 인해 유사가 퇴적되어 사주 발생이 증가하며 이는 하도 지형변화의 중요한 요인이 된다. 하천내 식생은 하천생물의 서식과 밀접한 관련이 있는 물리적인 서식환경을 변화시키게 된다. 이러한 물리적인 서식환경 변화는 수중음향으로 표현되는 하천의 음환경(Soundscape) 변화로 연결된다. 본 연구는 하천 식생대에서의 수중 음향변화를 식생유무, 수온, 수심에 따라 분석하고 수리학적 특성과의 상관관계를 파악하고자 한다. 실규모 하천 수로에 식생 38 주/$m^2$를 식재하고 1 m정도 성장시킨 후 식생을 완전 침수시켜 $3.2m^3/s$의 유량을 공급하여 유속의 변화와 수중음향을 측정하였다. 오후시간대와 새벽시간대를 이용하여 수온이 다른 조건에서 측정하였고, 수심은 표면 3 cm, 40 cm, 80 cm 깊이에서 각각 측정하였다. 측정지점은 식생구간의 상류지점(A), 식생구간(B), 식생구간의 하류지점(C) 세 곳을 선정하였고, 유속은 micro-ADV, 수중 음향은 Hydrophone을 사용하여 5분간 측정하였다. 측정 주파수 spectrum은 1/3 Octave band로 처리하여 음압을 비교분석하였다. 주파수에 따른 음압을 분석한 결과 측정지점에 관계없이 주로 125 Hz, 315 Hz에서 높게 나타났다. 수심에 따른 음향을 분석한 결과 식생이 없는 상류(A)지점에서는 수중음향의 차이가 크게 나타났으며, 식생지점(B)과 식생이 없는 하류(C)지점에서는 수중음향이 유사하게 나타났다. 이는 식생에 의한 유속의 저하로 인해 흐름이 안정화되어 나타나는 현상으로 판단된다. 수온에 따라서는 식생구간(B)과 하류(C)지점에서 대체로 큰 차이를 보이지 않았으나 상류(A)지점에서는 수온이 높을 때 음압이 더 크게 나타났다. 이는 온도가 높을수록 소리의 전달속도가 더 빨라지기 때문으로 판단된다. 이처럼 식생의 유무와 수심, 온도에 따라 하천의 수리학적 특성이 달라지고 이에 따른 수중음향도 달라지므로 하천의 물리적 서식환경을 평가하기 위한 인자로 수중음향을 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국음향학회지
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• 제22권6호
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• pp.463-471
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• 2003

본 논문에서는 아시아ㆍ태평양 지역에서 실시한 음향교정기의 국제비교 결과를 검토, 분석하였다. 국제비교에 사용된 음향교정기는 음압레벨교정기와 피스톤폰이었으며, 출력음압레벨을 측정하기 위해 사용된 마이크로폰은 1" 및 1/2" 표준마이크로폰 (LS1P, LS2P)과 1" 및 1/2" 기준 마이크로폰 (WS1P/F, WS2P/F)이다. 표준 마이크로폰을 이용하여 측정한 결과는 만족스러웠으나 기준 마이크로폰을 사용하여 측정한 결과는 En 값이 ±1.0 이내에는 들었으나 상대적으로 큰 편차를 보였다. 이러한 결과는 기준 마이크로폰의 음압감도레벨의 부정확한 교정으로 나타났다. 새로이 제정된 기준 마이크로폰의 비교교정에 따라 정밀 교정한 값을 사용한 결과 외국 표준기관들이 측정한 출력음압레벨과 유사한 값을 얻을 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제32권4호
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• pp.287-293
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• 2013

본 논문에서는 20 kHz와 32.5 kHz에 공진 주파수를 갖는 다공진 트랜스듀서를 $3{\times}16$ 배열로 구성하여 파라메트릭 배열 신호를 생성하는 시스템을 제안한다. 배열 트랜스듀서를 구동하기 위해 LM1875증폭기 소자를 이용하여 16채널 다중 증폭기를 제작하였고, 임의의 파형 생성 및 분석을 하기 위해 PXI 시스템과 LabView 8.6을 이용한 시스템이 구축되었다. 구축된 시스템을 이용하여 거리에 따른 음압레벨 변화와 빔 패턴을 측정하여 파라메트릭 현상을 확인하였다. 이론적으로 계산된 차 주파수의 감쇠거리와 회절거리는 각각 15.51 m와 1.9332 m이며, 음압레벨 실험결과 회절거리 이전 근거리 음장에서 차 주파수의 음압이 누적되어 증가되는 현상을 확인 하였다. 실험을 통해 측정된 차 주파수의 빔 패턴은 2개의 1차 주파수가 중첩된 빔 패턴과 유사함을 확인하여 고지향 파라메트릭 신호가 생성됨을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.425-428
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• 2004

본 논문에서는 시간영역에서 해양 음 전달 해석을 위해 엇갈림 격자에서 유사 스펙트럴 알고리듬을 기반으로 한 전산조직을 개발하였다. 유사 스펙트럴 방법은 파수 영역에서 파수에 음압의 푸리에 변환을 곱한 후 이를 역 푸리에 변환함으로서 공간 도함수를 구하는 방법이다. 유사 스펙트럴 방법은 빠른 푸리에 변환법의 사용으로 계산속도가 빠르며, 엇갈림 격자에서 이 방법을 사용하면 음 전달 현상을 정확하고 안정되게 모사할 수 있다. 무한 및 반무한 영역에서 이 알고리듬에 의한 결과가 해석해와 잘 일치함을 확인하였고, 다양한 해양환경에서 시간영역 모델링을 수행하여 스냅사진을 얻어내었으며 이 스냅사진을 통해 복잡한 해양환경에서 신호의 전파 현상을 파악할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제23권8호
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• pp.576-582
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• 2004

본 논문에서는 시간영역에서 음파 전달 모델링을 위해 엇갈림 격자에서 유사 스펙트럴 유한 차분 알고리듬을 기반으로 한 전산조직을 개발하였다. 유한 차분 근사는 기하학적으로 복잡한 매질에서 모델링을 가능하게 하고, 엇갈림 격자는 정규 격자에 비해 훨씬 정확한 해를 제공한다. 유사 스펙트럴 방법은 파수 영역에서 파수에 음압의 푸리에 변환을 곱한 후 이를 역푸리에 변환하므로서 공간 도함수를 구하는 방법이다. 이 방법은 매우 안정적이며, 메모리와 계산시간을 감소시키는 장점을 지니고 있다. 무한 및 반무한 영역에서 이 알고리듬에 의한 결과가 해석해와 잘 일치함을 확인하였고, 무한영역과 Pekeris도파관, 거리종속 해양환경에서 시간영역 모델링을 수행하여 스냅사진을 얻어내었으며 이 스냅사진을 통해 복잡한 해양환경에서 신호의 전파 양상을 파악할 수 있었다.