• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
• /
• pp.365-368
• /
• 2002

수중에서와 같이 전자기파의 사용이 곤란한 환경에서 정보의 전달 방법으로 초음파를 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 기존의 방법은 음파의 전파 경로 상에 있어서 잡음, 온도, 음속 등의 환경에 많은 영향을 받기 때문에 정확한 정보의 전달이 곤란한 경우가 있다. 본 연구에서는 전기적 용량으로 특성을 제어할 수 있는 2층 구조 압전 트랜스듀서에 있어서 전기적 용량 변화에 따른 공진 모드간의 효율 비의 변화를 이용하여 전파 경로 상의 환경 변화에 독립적인 원격 물리 계측법을 제안하고 그 가능성을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
• /
• pp.299-304
• /
• 1999

시, 공간적으로 변하는 해양환경에서 선배열 소나의 성능예측 정보를 추출하기 위해서는 정밀 해양 DB (Data Base)와 함께 현장에서 실시간으로 측정한 해양자료의 연동이 필수적이다. 이러한 실시간 정보와 DB 정보를 융합하여 얻을 수 있는 정보들로는 전술적 운용상황, 근거리 환경소음 분포, 전파손실/탐지확률 분포, 그리고 음파의 전파 경로 등이 있다. 소나 운용자는 이들 정보로부터 최종적으로 전술상황을 판단함과 동시에 소나의 최적 운용 수심 및 방향을 권고할 수 있다. 국과연에서는 이러한 정보를 획득하기 위하여 음탐환경분석 S/W를 개발하였으며, 수차례의 해상시험을 통하여 그 성능을 검증하였다. 본 논문에서는 실시간 해양정보와 DB정보의 융합을 통하여 선배열 소나의 핵심 성능예측 기법인 전파손실/탐지확률 계산과 근거리 환경소음 계산을 수행하는 알고리즘을 제시한다. 아울러 S/W로 구현된 이들 기법들의 해상시험 결과도 제시하고자 한다.

• 한국음향학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2012

본 논문은 경계가 주기적으로 변하는 주름관에 음파가 전파할 때 발생하는 차단주파수밴드 (stopband)를 이론 및 BEM으로 해석한 내용을 다루었다. 2-D 덕트를 고려하였으며 경계가 길이방향의 사인함수로 변하는 주름관에서 주름의 크기가 덕트 높이에 비해 충분히 작은 경우 다중 스케일 섭동법 (Multiple Scaling Perturbation Method)을 이용하여 해를 구하였다. 주파수가 복소수가 되는 조건에서 Bragg 공진과 Non-Bragg 공진에서 발생하는 차단주파수밴드의 형성조건을 구하였다. 2-D BEM 해석을 수행하여 주름관의 삽입손실 (Insertion Loss)을 계산하였으며 이론적으로 예측한 차단주파수밴드의 존재를 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제16권8호
• /
• pp.1599-1605
• /
• 2012

본 연구에서는 해저의 반사면이나 흡음재와 같이 주파수에 따라 다른 특성을 가지는 매체를 시간영역에서 수치적으로 모델링하고자 시간 해석 기법의 하나인 전달선로행렬법을 이용하였다. 기존의 흡음재의 해석에 응용되던 감쇠를 이용하는 방법의 대안으로 유한임펄스응답 필터를 전달선로행렬법에 도입하였다. 7개의 탭을 가진 FIR 필터로 구현하였으며, 시간 지연, 저역통과필터, 고역통과필터의 시뮬레이션 결과를 이론치와 비교하였다. 여러 시뮬레이션 결과를 통해 흡음재의 주파수에 따른 흡음 특성을 유한임펄스응답 필터를 고려한 하나의 요소만으로 모델링하는 것이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.208-212
• /
• 2009

지면파는 해저면 음속이 깊이에 따라 일정할 경우 해저면 음속으로 진행하는 음파로 일반적으로 모드분산으로부터 설명된다. 모드분산은 도파관의 기하학적 구조에 의한 음파의 반사 및 굴절에 의해 발생되므로 본 논문에서는 지면파를 음선이론에 기초하여 모의하였다. 지면파는 일련의 선두파들의 조합으로써 해석될 수 있으므로 [Choi와 Dahl, J. Acoust. Soc. Am. 119, 3660-3668 (2006)], 음선 접근법을 이용하여 시간영역에서 여러 경로로 전파되는 선두파들의 채널 임펄스 응답과 선두파 신호의 컨볼루션을 취하여 지면파를 모의한다. 모의된 지면파는 광대역 시간영역 포물선 방정식 기법을 이용하여 모의된 지면파와 비교, 검증된다.

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

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제35권4호
• /
• pp.337-344
• /
• 2008

음파를 이용한 수중 센서 네트워크는 지상에서의 무선 네트워크 환경과 다르게 긴 전파 지연과 낮은 전송 속도를 가진다. 따라서 기존의 선 네트워크에서 사용되는 프로토콜을 수중 센서 네트워크에 적용될 경우 매우 제한적이며 비효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 수중 센서 네트워크에서 에너지 효율과 처리율 향상을 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 슬롯 기반의 경쟁 기법을 사용하며 데이타 패킷을 전송하기 위해 사전에 슬롯을 예약하게 된다. 제안된 프로토콜에서는 경쟁방식에 의하여 노드간의 충돌이 발생할 수 있으나 예약방식에 의하여 인접 노드의 채널을 미리 인지함으로써 충돌을 최소화하고 노드의 불필요한 에너지 소모를 줄임과 동시에 처리율 향상을 가져온다. 제안된 프로토콜에 대한 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션을 수행하며 소모된 에너지, 충돌횟수, 채널효율, 처리율과 전송지연시간에 대하여 평가한다. 또한 기존의 MAC 프로토콜과 비교함으로써 제안된 프로토콜이 기존의 프로토콜에 비해 성능이 우수함을 보인다.

• 한국음향학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.402-407
• /
• 2013

본 논문은 인접한 두 격실의 매질이 다를 때 공통 벽을 통한 음파의 전파를 해석한 내용을 다루었다. 통계적 에너지해석법(statistical energy energy)을 사용하여 두 격실의 음향에너지와 벽의 진동에너지간의 에너지 평형을 고려하였으며 소음원실의 음압이 벽을 투과하는 성분 외에 벽의 구조소음으로 인한 음의 방사(radiation)가 수음원실의 음압에 미치는 영향을 검토하였다. 예제로 선박의 엔진실과 물탱크가 크기 $8.4{\times}4$ m인 강판을 사이에 두고 접한 경우를 해석하였다. 강판의 임계주파수(critical frequency)가 관심주파수대역보다 큰 경우 63 Hz이하의 저주파수대역을 제외하고 음파의 전달은 강판을 투과하는 성분에 의해 주로 결정되며 강판의 구조소음에 기인한 방사소음은 무시할 정도로 기여도가 작음을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제41권5호
• /
• pp.478-489
• /
• 2020

대기 압력 변동을 측정하는 인프라사운드 관측 기술을 통하여 원거리 지표폭발 사고를 분석하였다. 2019년 12월 24일 전남 광양시에서 발생한 2차례 폭발 사고에서 발생한 인프라사운드 신호가 151-435 km 거리에 위치하는 12개 음파 관측소에 기록되었다. 당시 인프라사운드는 북북서 방향의 성층권 바람에 의해 약 40 km 고도에서 굴절되어 같은 방향에 분포하는 관측소에 도달하였다. 반면, 약 10 km 고도에서는 강한 서풍의 영향으로 대류권 굴절 신호가 북동 및 동쪽 방향에 위치하는 관측소에 도달하는 등 방향에 따라 상이한 전파 경로를 보였다. 대기 유효음파속도구조와 포물선 방정식 모델링을 통해 전파 경로상의 투과손실을 계산하고 폭발 지점으로부터 기준거리에서의 초과압력을 추정하였다. 추정된 초과압력은 초과압력-폭발량 관계식에 적용함으로써, 두 차례의 폭발은 각각 14, 65 kg TNT 폭발 에너지에 상응하는 것으로 계산되었다. 1차 폭발 당시에 폭발 충격으로 부속물이 대기 중으로 비산하는 현상이 관측되었고, 폭발충격에 의한 파편 운동과 초과압력 간의 관계식으로 1차 폭발의 에너지는 약 49 kg 이하 TNT 폭발에 상응하는 것으로 계산되었다. 본 연구에서 제안한 폭발 에너지 추정 방법은 향후 다양한 원거리 폭발 에너지 계산에 활용이 가능하리라 본다. 향후 계산 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 대기 속도구조 불확실성에 대한 연구와 다양한 발파 자료를 통한 검증 연구가 필요하다.

• 한국음향학회지
• /
• 제21권8호
• /
• pp.679-685
• /
• 2002

천해에서의 저주파 단상태 잔향음 모델 (L-HYREV: Low-frequency Hanyang univ. Reverberation model)을 개발하였다. 음선이론 (ray-theory)에 기초한 전파모델은 해저 내로 투과되는 음파에 대한 효과를 적절하게 고려할 수 없으므로, 해저 내 상호작용을 계산할 수 있는 전파모델이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 RAM(Range dependent Acoustic Model)을 이용해서 전달손실을 계산 후, 다중경로 확장모델 (multi-path expansion model)을 이용해서 산출한 전달손실을 보정하였다. 모델의 검증을 위하여 GSM (generic sonar model) 잔향음 모의 신호 및 실측 잔향음 신호와 비교하였으며, 비교 결과 GSM보다 L-HYREV 모델이 저주파 잔향음 예측에 적합함을 확인할 수 있다.