• 제목/요약/키워드: 음파전달속도

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동해 남서해역 퇴적물의 음파전달속도 보정 (Correcting the Sound Velocity of the Sediments in the Southwestern Part of the East Sea, Korea)

  • 김소라;김대철;이광수
    • 한국지구과학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.408-419
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    • 2016
  • 동해 남서해역 퇴적물의 현장 음파전달속도를 파악하기 위하여 신호투과법을 이용하여 퇴적물의 실험실 음파전달속도를 측정하였다. 측정된 실험실 음파전달속도는 해저면 온도, 해수 음파전달속도, Kim et al. (2004)과 Hamilton (1980) 모델을 적용하여 현장 음파전달속도로 보정하였다. Kim et al. (2004)과 Hamilton (1980)의 현장 음파전달속도는 연구지역 퇴적물 특성을 반영하며, 유사한 분포를 보인다. 현장 음파전달속도 보정에는 해저면 온도의 영향을 크게 받는 것을 확인할 수 있다. 따라서 퇴적물의 실험실 음파전달속도를 통해 현장 음파전달속도를 파악하기 위해서는 해저표층 온도 자료를 통한 온도 보정이 반드시 수행되어야 한다.

퇴적물속도측정기를 이용한 대한해협 사질퇴적물의 음향특성 (Acoustic Property of Sandy Sediment in the Korea Strait Using Sediment Sound Velocimeter)

  • 서영교;김대철
    • 한국음향학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.77-85
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    • 2000
  • 사질퇴적물의 함량이 높은 대한해협 퇴적물에 대해 새로운 음파전달속도 측정 장비(sediment sound velocimeter)를 이용 음파전달속도와 물리적 성질을 측정하여, 연구지역의 지음향 및 물리적 특성을 제시하였다. 연구지역 퇴적물의 물성 및 음파전달속도 변화는 조직의 변화에 의해 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 연구결과 음향 및 물성 값을 바탕으로 연구지역을 3개 지역(provinces; mid-shelf, shelf margin and trough)으로 구분할 수 있었으며, 이러한 결과는 탄성파 단면 분석을 통해 시스템 트랙과 퇴적계로 지역구분한 기존의 결과[14]와 잘 일치한다. 연구를 통해 새롭게 제시된 3개 지역의 지음향모델은 Briggs and Fischer[5]가 제시한 기존의 대한해협 지 음향모델의 수정모델로 제시한다.

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가스함유퇴적물에서의 음파전달속도 및 전기비저항 특성: 한국남동해역 이토대 퇴적물의 분석결과 (Characteristics of Velocity and Electrical Resistivity in Gassy Sediments Results of Mudbelt Sediments in the Southeastern Inner Shelf of Korea)

  • 김대철;박수철;서영교
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제6권4호
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    • pp.249-258
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    • 2001
  • 한국 남동해역 내대륙붕 음향혼탁층이 잘 발달된 이토대(mudbelt) 퇴적물의 음파전달속도와 전기비저항에 대해연구하기 위하여 총 9개 정점에서 피스톤시추기를 이용하여 해저퇴적물을 채취하였다. 각 코어별 10 cm 깊이로 퇴적물의 음파전달속도, 전기비저항, 공극율 및 전밀도를 측정하였고 연엑스선 촬영을 통해 퇴적구조를 관찰하였다. 연구지역의 해저지층은 고해상도 해저지층탐사기를 이용하여 조사하였다. 고해상도 해저지층탐사결과 음향혼탁층의 분포를 알 수 있었으며,코어시료의 연엑스선분석 결과 가스에 의해 형성된 균열구조(degassying structure)를 확인할 수 있었다. 코어시료의 내부구조, 음파전달속도, 전기비저항 및 물성 값을 토대로 연구지역 퇴적물을 가스함유퇴적물(gassy sediment)과 무가스함유퇴적물(non-gassy sediment)로 구분하였다. 퇴적물의 깊이에 따른 속도, 전기비저항, 공극율 및 전밀도 차이는 퇴적물 조직과 관련된 퇴적구조에 영향을 받으며, 가스의 함유유무와 그에 수반되는 균열구조에 의해 음파전달속도와 전기비저항 값이 큰 차이를 나타냈다. 이들 자료의 수직적인 단면도와 상관관계를 통해 연구지역에서는 가스함유 유무에 따라 음파전달속도와 전기비저항 값이 크게 반응하며 이중 음파전달속도가 더 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

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미고결 해저퇴적물의 음파전달속도 자동측정시스템 개발 (A Development of Automatic Measuring System for Acoustic Wave Velocity for the Unconsolidate Marine Sediment)

  • 하인철;서영교;윤영석;하덕호;김대철
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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    • pp.29-32
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    • 1999
  • 해양퇴적물의 음파전달속도는 퇴적물의 주요한 물성중의 하나로 Mercury Delay 방법을 사용하여 측정해 왔다. 하지만 이 방법은 사람의 육안으로 측정하기 때문에 측정자에 따라 측정값이 달라질 수 있는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 컴퓨터를 이용하여 측정자에 상관없이 거의 동일한 측정 결과를 얻어 낼 수 있는 퇴적물 음파전달속도 자동측정시스템과 소프트웨어를 개발하였다. 또한 그 측정결과를 Data Base화하고 실제 Mercury Delay 방법을 이용한 방법과 비교 분석하여 그 타당성을 확인하였다.

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북서 태평양의 반원양성 점토 퇴적물의 음파전달속도와 전기 비저항에 관한 연구 (Compressional Wave Velocity and Electrical Resistivity in Hemipelagic Clay-rich Sediment, Northwestern Pacific)

  • 김대철;김기현
    • 한국해양학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.146-157
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    • 1988
  • 북서 태평양에 분포하는 반 원양성 점토의 심해저 시추 코어를 이용한 공극율, 음파전달속도, 속도 비등방성, 전기비저항, 비저항 비등방성에 대한 성질이 측정 되었다. 음파속도와 비저항은 퇴적물 깊이에 따라 증가하고 반대로 공극율은 감소한다. 깊이에 따른 속도와 비저항의 비등방성의 변화양상은 거의 비슷하다. 수평방향으로 발달된 얇고 긴 공극과 일정한 방향성을 가지고 배열하는 점토광물이 속도의 비등방성의 원인이 될 수 있음이 제시되었다.

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남해 대륙붕 퇴적물의 음파전달속도 보정 (Correction of sediment sound velocity in the South sea shelf of Korea)

  • 정자헌;이광수;서영교;김대철;이광훈;박수철
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.433-436
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    • 2004
  • 퇴적물의 음파전달속도에 크게 영향을 주는 온도변화에 따른 속도변화를 측정한 결과 기존에 제시되었던 값들보다 약간 낮은 값을 보여주었으나 큰 차이를 보이지는 않았다. 결국 해양퇴적물의 온도에 따른 속도 변화율은 해수에서의 변화율과 거의 유사한 것으로 보아 해양퇴적물의 경우 온도에 따른 속도 변화는 공극수의 음향특성에 크게 영향을 받는 것으로 보인다. 서로 다른 퇴적물 유형에 대하여 온도에 따른 속도변화를 조사한 결과도 절대값은 달라도 변화양상은 거의 유사한 것으로 나타났다.

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韓半島 沿近海底 表層堆積物에서의 音波傳達速度와 減衰係數 (The Sound Velocity and Attenuation Coefficient of the Marine Surface Seciments in the nearshore area, Korea)

  • 김성;석봉출
    • 한국해양학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.10-21
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    • 1985
  • 음원과 3개의 수진기를 사용하여 포항,부산,여수 및 군산연근해 수심 10~50m 의 표층퇴적물에서 음파전달속도(Sound velocity)와 감쇠계수(attenuation coefficient)를 구하였다. 연구지역에서의 층퇴적물에서 측정된 음파전달속도는 1,444 ~1,510m/sec, 감쇠계수는 0.82~3.70dB/m로 나타나고 있다. 퇴적물과의 관계는 입 도와 공치율이 감소함에 따라, 또한 밀도가 증가함에 따라 음파전달속도가 증가한 다. 음파전달속도와 퇴적물의 물성간에는 다음과 같은 관계식을 가진다. Vp=1512.28 406-9.16083(Mz)+0.20795(Mz)$^{2}$, Vp=1876.15527-597.50397(d)+210.48375(d)$^{2}$, Vp=1559.47217-2.09266(n)$^{2}$. 여기서 Vp는 음파전달속도, Mz는 퇴적물의 평균 입도, d는 밀도 그리고 n은 공치율이다. 그러나 감쇠계수와의 관계는 그 양상이 다 르게 나타난다. 입도와 밀도가 증가하거나 공치율이 감소함에 따라 감쇠계수는 커 졌다가 다시 작아지는 곡선관계를 보이는데 이를 2차회귀방정식으로 나타내면 다음 과 같다. a=1.85217+0.67197(Mz)-0.09035 (Mz)$^{2}$, a=48.87859+58.21721(d)-16.3.143(d)$^{2}$, a=2.06765+0.07215(n)-0.00111(n)$^{2}$.여기서 a는 감쇠계수 Mz는 평균입도, d는 밀도, n은 공치율이다. 감쇠현상이 가장 심한 퇴적상은 실트질 砂~細砂로서 k값은 0.86dB/m/KHz이다.

미고결 해저퇴적물의 음파전달속도 측정에 관한 연구 (Laboratory Determination of Compressional wave Velocity for Unconsolidated Marine Sediment)

  • 김대철
    • 한국수산과학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.147-153
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    • 1989
  • 부산항 부근에서 피스톤식 시추기로 채취된 2개의 세려질 현생퇴적물코어에 대한 음파전달속도와 다른 물리적, 퇴적학적 특성이 측정되었다. 본 연구를 위해 특별히 제작된 실험 보조장치는 성공적으로 작동하였으며, 전통적인 속도측정방법인 수은기둥을 이용한 방법과 디지탈 오씰로스코우프를 이용한 시간차 방법 모두의 측정값이 측정오차 한계인 $1\~2\%$ 이내인 것으로 확인됨으로써 어느 방법이라도 미고결 해저퇴적물의 속도측정에 이용될 수 있음이 증명되었다. 코어에서 직접 측정된 음파전달속도는 약1.540-1.635km/s로서 바로 인접지역에서 탄성파를 이용하여 간접적인 방법으로 계산된 수치인 1.480-1.540km/s 보다 약 $4\~6\%$ 정도 더 빠른 것으로 나타났다. 이러한 차이는 직접측정의 측정오차 한계인 $2\%$를 훨씬 능가하는 것으로 2가지 상이한 측정방법의 근본적인 차이점에 기인한다고 볼 수 있다. 이러한 결과는 기존 탄성파 자료뿐만 아니라 장래에 수행할 각종 해상 탄성파 탐사시 층후계산에 필수적으로 고려해야 할 사항으로서 중요성을 내포한다.

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동해 울릉분지 가스하이드레이트 함유 퇴적물의 음파전달속도 특성 (Sound Velocity Property of Sediment Containing Gas Hydrate in the Ulleung Basin, East Sea)

  • 김길영;유동근;류병재
    • 한국음향학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.424-431
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    • 2009
  • 본 연구는 지구물리검층을 통해서 동해 울릉분지의 가스하이드레이트 함유지층과 비함유지층에서의 음파전달속도 (종파)의 특성차이를 규명하였다. 지구물리 검층 자료는 울릉분지의 중앙지역에서 취득하였다. 음파전달속도는 가스하이드레이트 함유지층의 경우 최대 속도값이 약 2200 m/s의 높은 값에서 1600 m/s의 낮은 값을 갖는다. 반면에 비함유지층에서는 약 1500 m/s 내외에서 1400 m/s보다 더 낮은 값을 갖기도 한다. 일반 해양퇴적물에서의 값 (약 $1500{\sim}1600$ m/s)보다 높은 값을 보이는 것은 가스하이드레이트가 퇴적물내에 함유되어 있기 때문이다. 가스하이드레이트 비함유구간중 해수의 속도보다 낮은 값을 보이는 구간은 해저면에서 약 140 m 이하의 해저모방반사면 (Bottom Simulating Reflector)의 하부층에 존재하는 자유가스 때문이다. 전기비저항값도 가스하이드레이트 함유구간에서 최대 150 Ohm-m까지 높게 나타나 비함유구 간에서의 값과 차이가 크다. 각 물성간의 상관관계를 보면 가스하이드레이트 함유지층과 비함유지층의 구분이 명확하게 나타나고 있으며 그 상관관계도 일반적인 해양 미고결퇴적물에서 보이는 값과는 상이한 양상을 보여주고 있다. 따라서 가스하이드레이트가 존재하는 지층의 물성과 음향특성을 해석할 때에는 가스하이드레이트의 존재 형태나 함량 등에 대한 연구가 병행되어야 할 것으로 생각된다.

특정 주파수 모의신호 발생을 통한 수중음파의 전달손실 측정

  • 나영남
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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    • pp.112-120
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    • 1992
  • 수심 100m 이하 천해에서 저주파 대역 음파의 전달손실 양상을 규명하기 위해 한국 동해 남부해역 3개 정점에서 특정 주파수 모의신호 발생을 통한 전달손실을 측정하였다. 10개의 특정 주파수에 대해서 연속파(Continuous Wave)를 방생시킬 수 있는 저주파 음원기를 5 kts의 속도로 예인하고, 다시 육상으로 무선전송하여 각 센서에서의 수진준위를 정확하게 보정하였다. 음원으로부터 DIFAR 센서까지의 전달손실은 거리에 대한 Log 함수로 표시할 수 있었으며, 주파수별 전달손실을 비교, 분석한 결과 동해 남부해역에서의 최적 주파수는 800Hz 내외에서 존재하는 것으로 추정된다.

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