• 한국음향학회지
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• 제21권3호
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• pp.213-220
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• 2002

해수중에서 음파는 수심, 음속구조 및 해저지질 등의 영향을 받으면서 전파한다. 특히 천해의 경우 해수중의 음속구조는 시공간적으로 심하게 변동하고 있고, 해저지질도 공간적으토 다양하게 분포한다. 황해에 있어서 저주파 음파전파의 계절변동을 조사하기 위하여 황해의 중앙부분에 위치하는 동일한 정선에서 봄철, 여름철, 가을철 등 서로 다른 계절에 저주파 광대역 음원을 이용하여 음파 전파실험을 실시하였다. 그리고 이 때에는 수중음파 전락환경을 파악하기 위하여 해수중 음속구조를 측정하였다. 이 논문에서는 황해에 있어서 음속구조 및 음파 전달손실의 측정결과에 관하여 고찰하였고, 음파 전달손실의 계절변동을 조사하였다. 그 결과 여름철에 측정된 전달손실은 봄철 및 가을철에 측정된 전달손실보다 크게 나타났고, 가을철에 측정된 전달손실은 봄철에 측정된 전달손실보다 다소 작게 나타났다. 그리고 계절에 의한 전달손실의 차이는 주파수 및 전파거리의 증가와 함께 증가하였다.

• 한국음향학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-11
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• 2018

천해 환경에서 음파 전달은 경계면에 의해 구형 분산에서 원통형 분산으로 음파 전달 조건이 전환되는데, 이 지점을 음파 전달 조건의 변환점 (transition point)이라고 정의한다. 이론적으로 거리에 따른 전달손실을 이용하여 음파 전달 조건의 변환점을 계산할 수가 있으며, 본 논문에서는 포물선 방정식 기반 음향모델을 이용하여 Pekeris 도파관에서 송 수신기가 수층의 중심에 위치한 경우 전달손실을 모의한 후 변환점을 도출하였다. 계산된 변환점은 수층과 퇴적층의 음속비로 계산된 임계각으로 추정한 임계거리와 비교, 분석되었으며, 동일한 환경에서 수층에 음향채널이 존재하는 경우와 음원 수심 변화에 따른 변환점 변동성을 확인하였다. 최종적으로 2015년 5월, 제주도 서남쪽으로 약 65 km 떨어진 SAVEX15(Shallow Water Acoustic Variability EXperiment 2015) 실험에서 획득한 천해 환경에서의 거리에 따른 저 중주파수 음파 전달 실험의 전달손실 자료를 이용하여 실험 해역에서의 음파 전달 조건 변환점을 도출하였으며, 이를 실험해역의 해양환경과 비교를 통하여 음전달 특성을 파악하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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• pp.131-134
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• 1992

해양에서 자연적으로 형성된 기포 또는 기포집단의 그 자체의 공진특성에 의해, 해중에서 사용하는 음파의 전달과정에 여러 가지 영향을 미칠 수 있음이 제기되어 왔다. 본 실험은 기포집단이 수중에서 음파의 전달과정에 어떤 영향을 주는가를 알아보기 위한 것으로, 수중에 수직형태의 판형기포 집단을 발생시켜 1 kHz ~ 100 kHz의 주파수를 가지는 음파를 각각 투과시킴으로써 주파수별 음파전달손실을 측정하였다. 측정결과, 개개 기포의 공진주파수 영역에서 투과손실이 최대가 됨을 알 수 있었고, 그 이하의 주파수영역에서는 기포판의 두께공진모드에 의한 변화가 관측되었으며, 공진주파수 이상의 고주파수영역에서는 주파수 증가에 따라 투과손실이 감소하는 현상을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.297-303
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• 2021

천해 환경에서 음파가 장거리 전파되는 경우, 해저면의 비균질성으로 인해 일반적으로 사용하는 Rayleigh reflection 모델을 적용한 음파전달 모의 결과보다 더 큰 전달손실을 보이는 것으로 알려지고 있다. 이에 따라 미 해군은 경험식 기반의 해저면 반사손실(High-Frequency Bottom Loss, HFBL) 모델을 적용하여 음파 전달을 예측하고 있다. 본 연구에서는 여름철 동해 천해환경에서 중주파수(2.3 kHz, 3 kHz)를 이용한 해상실험 전달손실 측정 및 분석이 수행되었다. BELLHOP 모델을 통해 고유음선을 추적한 결과, 임계각보다 낮은 수평입사각에 대해서만 음파가 수 km 이상 장거리 전파되었으며, Rayleigh reflection 모델 기반의 전달손실 예측값과 실측 전달 손실 값과의 차이는 전달거리가 증가함에 따라 점차 증가하는 경향을 보였다. 큰 수평입사각 영역에서 Rayleigh reflection 모델과 HFBL 모델을 비교하여 HFBL의 입력값인 해저면 province 값을 추정한 후, 이를 적용한 전달 손실을 모의하여 실측 전달 손실 값과 비교하였다. 그 결과 BELLHOP 모델의 반사 손실 모델로 경험식 기반의 HFBL을 적용하여 전달 손실을 모의했을 때, 실측 전달 손실과 일치하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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• pp.64-68
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• 1996

수중음파전달 모델은 benchmark 시험을 통해 정확도, 적용범위, 계산시간 등의 성능을 평가받는다. 본 논문에서는 analytic 모델, 정상 모드 모델(normal mode model), 포물선 방정식 모델(parabolic equation model), 가우시안 빔 모델(Gaussian beam model), 스펙트럼 모델(spectral model) 등 거리의존 모델에 대해 benchmark 시험을 수행하였으며, benchmark 시험은 다음과 같은 세 가지 거리의존 해양환경으로 나누어 실시했다 : 1) 해수면과 해저면이 Dirichlet 경계조건인 이상 쐐기 문제(ideal wedge problem), 2) 해수면은 앞서 말한 Dirichlet 경계조건이나 해저면은 전달 손실이 있는 손실 통과 해저면 쐐기 문제(penetrable lossy bottom wedge problem), 3) 해수면은 앞서 말한 Dirichlet 경계조건이고 해저면은 Neumann 경계조건으로 서로 평행이면 음파전달 속도가 거리방향 의존인 경우, 경우 1은 anaytic 모델을 사용하고 경우 2는 정상 모드 모델, 포물선 방정식 모델, 스펙트럼 모델을 사용하였으며, 경우 3에 대해서는 가우시안 빔 모델과 포물선 방정식 모델을 사용하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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• pp.315-318
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• 1999

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.147-150
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• 1998

천해에서의 음파전달은 심해와 비교하여 복잡하고 경계면의 영향을 많이 받으며 서해에서 하계의 평균 수온자료로 잔향음을 계산한 결과 해저면 잔향음(reverberation)이 가장 우세한 것으로 나타났다. 특히 서해에서는 하계에 내부파에 의한 강한 수온약층의 생성이 관측되었으며, 이런 현상은 음파전달에 많은 영향을 줄 것으로 예측된다. 내부파를 조석에 의한 장주기와 단주기로 구분하여 적용한 결과 고주파 음원을 사용할 경우 장주기 내부파에 의한 수온약층의 수식변동에 따른 잔향음은 최대 13dB까지 차이가 났으며 단주기 내부파의 경우 수온약층의 하강한 경우 수온약층이 상승한 경우보다 근거리에서 전달손실 변화가 작았다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.125-128
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• 1998

최근의 연구에서 해양의 내부파가 음파의 전달에 영향을 주어 비정상적인 손실을 일으키는 것으로 밝혀졌다. 일련의 실험을 통하여 한국 동해에도 강한 수온약층을 중심으로 한 내부파가 존재하는 것으로 밝혀졌으며, 음원과 수신기를 이용한 실험을 통해서도 관측된 내부파의 주기에 해당하는 음파의 변동 특성이 확인되었다. 내부파가 음파의 전파에 영향을 미치는 것은 모드간 간섭을 통하여 이루어진다. 본 논문에서는 모드간섭의 이론적 설명과 함께 음향모델을 통하여 내부파의 영향을 추정하였다. 모델링 결과 내부파는 음파의 모드간 에너지 전이를 일으켜서 에너지를 산란시키는 효과가 있는 것으로 보인다. 한편 거리독립 환경과 내부파가 존재하는 환경간에는 주파수 1 kHz를 기준으로 하여 거리에 따라 약 10dB까지의 전파손실 차이를 나타낸다.

• 한국음향학회지
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• 제34권1호
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• pp.12-19
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• 2015

여름철 제주 남부해역에서 내부조석에 의한 음향특성 변화를 실측 자료와 모의실험을 통해 연구하였다. 이를위해 서귀포 인근 해역의 수심 80 m 내외인 두 정점에서 2009년 7월 27일과 28일에 걸쳐 25시간동안 한 시간 간격으로 수심별 수온을 측정하였다. 그 결과 조석에 의해 해수 상층부의 등수온선이 약 10 m이상 반일주기로 변하는 현상이 관측되었다. 이로 인한 음파전달손실의 시간적 변화를 확인하기 위해 음원을 수심 10 m에 두고 거리 3.8 km 떨어진 두 관측 정점 사이에서 음파전달을 모의하였다. 중심주파수 100 Hz인 1/3 옥타브 밴드의 경우 특정 수심 및 거리에서 반일주기가 지배적 이었으나 1 kHz의 경우는 반일주기 성분이 거의 나타나지 않고 복잡한 변화를 보였다. 음원에서 거리 2.8 km떨어진 지점에서 시간에 따른 전달손실 변화의 표준편차는 중심주파수 100 Hz의 경우 수심에 따라 최대 4.2 dB 였으며, 1 kHz의 경우 최대 3.7 dB인 것으로 나타났다. 탐지성능 60 dB를 고려한 탐지거리를 분석한 결과 두 중심주파수 경우 모두 반일주기 변화가 나타났으며 최대 1.0 km 미만의 변화를 나타냈다. 이러한 결과는 차후 제주 남부해역의 음향 특성 실험 및 연구 수행 시 전달손실의 시변동성에 대해 고려할 필요가 있음을 시사한다.