• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제13권2E호
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• pp.76-82
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• 1994

천해 해저 퇴적물의 특성은 수 미터 깊이에서도 변할 수 있다. 퇴적층에서의 음속 뿐만 아니라 감쇠계수도 퇴적물의 성분과 특성 자체에 의해서 결정되므로 감쇠계수는 퇴적층 깊이에 따라 가변적이라고 여기는 것이 합리적이다. 본 연구에서는 포물선 방정식 기법을 도입한 음향모델을 이용하여 퇴적층 종파 감쇠계수의 변화가 100-805 Hz 대역 음파의 전파에 미치는 영향을 고찰하였다. 대상 해역은 해저면이 사질로 구성되어 있고, 수심과 최적층의 깊이는 각각 40 m, 10m이다. 감쇠계수가 퇴적층 깊이에 따라 일정하게 또는 가변적으로 가정함에 따라 음파의 전파손실은 15 km 거리에서 10dB 까지 차이가 발생한다. 모델에 의하여 계산된 전파손실은 감쇠계수를 퇴적층 깊이에 따라 변하게 할 경우 실측된 전파손실과 잘 일치한다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-9
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• 2014

하구와 연안은 육지와의 근접성으로 인해 강이나 하천 등에 의한 퇴적물 공급이 외해에 비해 활발하게 이루어지는 지역으로서 때로는 고농도의 부유퇴적물이 조성되기도 한다. 부유퇴적물은 외부 작용으로부터 쉽게 환경이 변하는 특성을 가지기 때문에 부유물층 탐지 및 연구를 위해 주로 음향 장비를 이용하지만 고농도 부유물 환경에서는 음파감쇠가 심하고, 이로 인해 음파의 이동 거리가 크게 감소한다. 따라서 부유물 환경에 대한 연구를 하기 위해서는 부유물 환경 특성과 주파수 변화에 따른 감쇠계수 특성을 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 간이수조 내에서 고령토 가루를 이용하여 다양한 농도의 부유물을 조성한 후, 초음파 대역 (3.5, 5, 7.5 MHz)에 대한 감쇠계수를 측정하였으며, 감쇠계수 모델과 비교하였다. 감쇠계수 모델의 입력인자인 부유물의 평균입자 크기를 다양하게 변화시키며 실측값과 비교한 결과 평균 입자크기 (D50)을 기준으로 약 ${\pm}20%$ 범위 내에서 비교적 일치하였다. 이러한 오차 발생 원인은 부유물은 다양한 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 음파 감쇠는 특정주파수에 우세한 영향을 미치는 크기의 입자분포에 영향을 받기 때문으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제30권7호
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• pp.402-407
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• 2011

물리현상의 인과성에 대한 필요충분조건은 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig (K-K) 관계식으로 표현된다. 음파에 대한 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig 관계식은 음파의 위상속도 분산식과 감쇠계수 분산식 사이의 힐버트 변환 쌍으로 나타난다. 본 연구에서는 400 kHz-1.1 MHz의 고주파 영역에서 물이 찬 다공성 유리구슬 매질에서 측정된 p파 음속 및 감쇠계수를 Waters 등에 의해 얻어진 미분 형태의 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig 관계식과 정량적으로 비교했다. 감쇠계수는 주파수의 거듭제곱형태를 따르며, 이때 실험값은 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig 관계식과 비교적 정확히 일치한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.7-16
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• 2020

본 연구는 음향학적 기법을 이용하여 지반의 투수계수를 산정하는 새로운 방법을 제시하였다. 연구를 위하여 Biot의 특성 진동수(Characteristic Frequency) 와 지반의 투수계수의 연관성이 포화된 지반에서만 나타나는 것을 확인할 수 있도록 음파의 감쇠 및 전파속도 특성을 포화된 시료와 건조된 시료에 대하여 측정/비교 하였다. 본 연구에서의 시험결과는 특성 진동수는 포화된 지반에서만 나타나며, 음파의 감쇠 특성으로 부터 얻은 특성 진동수와 전파속도 특성으로 부터 얻은 특성 진동수가 서로 매우 유사한 범위를 나타내었다. 한편 음파의 전파속도로 부터 얻은 결과가 감쇠 특성으로부터 얻은 결과보다 판독성이 좀 더 좋은 것으로 나타났다. 또한 본 시험결과를 동일한 시료에 대한 정수위 투수시험결과와 비교했을때 서로가 합리적으로 상응하는 결과를 나타내었으며, 본 연구에서 사용된 음향학적 기법이 사질토 또는 실트질 사질토의 투수계수를 구할 수 있는 비파괴 시험으로 사용될 수 있는 가능성을 보여 주었다.

• 한국음향학회지
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• 제32권1호
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• pp.14-21
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• 2013

연안 및 하구지역은 퇴적물의 침식, 부유, 이동이 활발하게 이루어지며, 이로 인해 유성머드와 같은 고농도의 부유퇴적물 환경이 조성된다. 유성머드는 주로 실트, 점토와 같이 매주 작은 입자들로 이루어져 있는 10 g/l 이상의 고농도 환경으로써, 유성머드의 분포 및 특성 파악을 위해 초음파와 같이 분해능이 우수한 높은 주파수 특성을 이용한 연구가 필요하다. 음파가 부유퇴적물에 의해 산란될 때, 부유퇴적물의 농도가 높아질수록 후방산란강도의 세기가 증가하지만, 점성 및 산란에 의한 감쇠도 함께 증가하기 때문에 농도에 따른 올바른 감쇠계수 보상이 요구된다. 본 논문에서는 5 MHz 주파수 특성을 바탕으로 간이 수조에서 농도에 따른 가상의 유성머드 환경을 조성한 뒤, 후방산란강도를 측정하였다. 또한 Richards의 감쇠계수 모델을 이용하여 부유물의 특성 및 농도에 따른 감쇠계수를 계산하였고, 이를 후방산란강도를 계산하는 소나방정식에 적용하여 부유물 농도에 따른 후방산란강도를 예측하였다. 그 결과 부유물에 의한 감쇠를 보상하지 않았을 경우 부유물 농도 증가에 따라 후방산란강도 값이 함께 증가하는 경향을 보이다가 일정 농도(20 g/l) 이후부터는 부유물의 농도가 증가하여도 후방산란강도가 더 이상 증가하지 않았다. 반면, 농도에 따른 감쇠계수를 보상해 주었을 경우는 부유물 농도 증가에 따라 후방산란강도가 연속적으로 증가하였다. 이러한 결과는 고농도의 부유퇴적물 환경에서 음파에 의한 산란강도를 정확히 예측하기 위해서는 부유물 농도에 따른 감쇠효과 고려가 필요함을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.282-287
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• 2019

본 연구의 목적은 음파를 이용하는 유속계로부터 관측된 후방산란강도와 실측된 부유사농도의 상관관계를 해석하여, 두 인자 사이의 관련 매개변수를 정량적으로 산정하고 관계식을 도출하는데 있다. 이를 위해 층별 유속계인 Aquadopp Profiler를 사용하여 사질 퇴적물 및 고령토 부유퇴적물 관측센서 검보정 챔버 실험을 수행하였다. 두 인자의 상관관계는 선형회귀분석을 통해 해석하였으며 그 결과로 도출된 접합곡선의 기울기는 각각 안목 A1 이 2.065, 안목 A2가 1.576, 고령토시료일 때 2.588의 값을 갖는데 이러한 차이는 시료 특성으로 설명될 수 있다. 서로 다른 입경을 갖는 시료는 후방산란 민감도에 차이가 있으며 이러한 영향으로 두 시료에서 산정된 계수 값에 차이가 발생한다. 본 연구를 통하여 도출된 측정 결과들은 후방산란강도에 미치는 수층 부유입자들의 영향이 매우 큼을 잘 보여준다. 일반적으로 수층 부유입자는 저면 퇴적물이 부유된 것으로 간주될 수 있으며, 또한 저면 퇴적물은 각 해역별로 site-specific 하다고 할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제6권4호
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• pp.64-73
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• 1987

비균질한 천해에서의 저주파 수중음파의 전파 특성을 수치모델을 이용 분석하였다. 특히 전파매질의 비균질성이 독특한 대한해협의 겨울철 해수특성을 고려하여 음속의 수평변화, 저질두께 및 감쇠계수의 변화, 수심의 변화등 천혜의 독특한 환경 변화요인을 거의 망라한 경우를 모델로 삼았다. 음원과 수신기의 수심을 수면가까이에 둔 경우소위Mode function의 수심에 따른 특성에 의한 손실이 일반적인 손실원인보다 크게 나타났으며 Adiabatic approximation을 이용한 Mode coupling효과는 High Mode의 감쇠특성에 의해 천해에서의 모델 적용 가능성을 보여주었다.

• 플랜트 저널
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• 제18권2호
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• pp.41-45
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• 2022

머드 유동 압력파를 이용한 기존의 통신방식은 속도가 1-2 bps 수준으로서 통신에 소요되는 시간이 길어 실시간 제어가 불가능한 수준이다. 통신 속도를 10배 이상 향상시키기 위한 음파통신 방식은 상용화되기는 하였으나 가격이 비싸 이용이 제한적이고 응용 사례도 많지 않다. 본 연구는 해당 설비에 해당하는 시뮬레이터를 개발하여 실제 시험 결과와 유사하게 성능을 개발하였다. 드릴 파이프를 통한 음파 통신 모사를 위해 머드에 의한 마찰 감쇠를 모사할 수 있는 지배 방정식을 제안하고 수치해석 모델을 개발하였다. 감쇠 계수는 시추 현장에서의 음파 에너지 감쇠율과 비교하여 보정하였다. 개발된 수치해석 모델을 대상 QPSK 변조 방식의 통신 알고리즘을 적용하여 지상부에서 통신 에러율 0.04% 수준의 우수한 성능을 확인하였다. 이는 아직 노이즈가 혼입되지 않은 조건에서의 통신 성능이며 이를 적용하기 위해 현장 노이즈 데이터를 확보하여 혼입을 위한 실제 노이즈 신호를 재생하는 기술을 확립하였다.

• 대한영상의학회지
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• 제84권3호
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• pp.666-675
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• 2023

목적 지방간 환자에서 초음파 감쇠영상(attenuation imaging; 이하 ATI)의 감쇠계수(attenuation coefficient; 이하 AC)와 시각적 평가 사이의 상관관계 여부를 파악하고 혈액화학 및 CT 감쇠계수와 AC 사이의 상관관계 여부를 평가하고자 하였다. 대상과 방법 본 후향적 연구에서는 2018년 4월부터 12월까지 ATI를 포함한 간초음파를 시행 받은 환자들 중 만성 간질환 및 간경화증을 제외한 환자들을 대상으로 하였다. AC와 초음파 시각적 평가, 혈액화학, 간 감쇠 및 간 대 비장 비율(liver to spleen ratio; 이하 L/S ratio) 사이의 상관관계를 분석하였다. 분산 분석을 통해 초음파 시각적 등급에 따른 AC 값을 비교하였다. 결과 총 161명의 환자가 포함되었다. 초음파 시각적 평가와 AC 사이의 상관 계수는 0.814였다(p < 0.001). 정상, 경도, 중등도, 고도 지방간의 AC 평균값은 각각 0.56, 0.66, 0.74, 0.85였다(p < 0.001). 알라닌 아미노전이효소는 AC와 유의한 상관관계가 있었다(r = 0.317, p < 0.001). 간 감쇠계수 및 L/S ratio와 AC 사이의 상관계수는 각각 -0.702 와 -0.626이었다(p < 0.001). 결론 초음파 시각적 평가와 AC는 강한 양의 상관관계 및 등급들 사이의 구별되는 AC 값을 보였고, CT 감쇠계수와 AC는 강한 음의 상관관계를 보였다.