• 제목/요약/키워드: 음향산란

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유한요소법을 이용한 압전 수중음향센서의 음향특성 해석 (Acoustic Characteristics Analysis of piezoelectric Underwater Acoustic Sensors Using Finite Element Method.)

  • 손선봉;김재환
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.253-256
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    • 2000
  • 본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

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역경계요소법에 기초한 음향홀로그래피에서 강체산란체를 이용한 음장 측정 개수 증가 (Augmentation of Field Measurements Using a Rigid Scatterer in the BEM-based NAH)

  • 김성일;정지훈;이정권
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.305-308
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    • 2004
  • 경계요소법을 이용한 음향홀로그래피 구현에 요구되는 많은 측정 노력을 줄이기 위하여 강체 산란체를 이용한 홀로그래피의 기본이론을 제시하였다. 강체산란체를 음장에 위치시켰을 때의 기본이론을 제시하고, 피스톤의 자유공간방사경우에 산란체의 거리의 변화에 따른 음향진동전달함수의 특이성 변화를 관찰하였다.

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압전 수중음향센서 음향특성의 유한요소해석 (Finite Element Analysis for Acoustic Characteristics of Piezoelectric Underwater Acoustic Sensors)

  • 김재환;손선봉;조철희;조치영
    • 한국음향학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.68-76
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    • 2001
  • 유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

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강성 또는 연성 물체로 인한 음향파와 탄성파 산란의 수치해석 및 특성 분석 (Numerical Analysis and Characteristics of Acoustic and Elastic Wave Scattering from Rigid or Soft Objects)

  • Huinam Rhee
    • 소음진동
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    • 제8권6호
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    • pp.1172-1180
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    • 1998
  • 음향학적으로 강성인 물체와 연성인 물체로부터의 탄성파의 산란과 음향파의 산란을 수치적으로 해석하고 그 특성들을 비교하였다. 부분파들과. 또한 부분파들의 합인 전체 산란파의 위상 및 크기의 거동을 수치적으로 분석하고 토의하였다. 탄성파의 산란시 발생하는 종파와 횡파 사이의 모드변환 현상이 산란파의 크기와 위상에 주는 영향을 밝혔다.

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탄성 원통 Shell 에서의 이론 및 측정 산란 형태 비교 (Comparison between Theoretical and Experimental Scattering Fatterns by Elastic Cylindrical Shells)

  • 노희설
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1985년도 학술발표회 논문집
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    • pp.13-15
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    • 1985
  • R.D.Dolittle 각 H. berall에 의해 유도된 탄성 원통형 Shell에서의 산란 이론을 전산 프로그램화하여 이론적 산란 형태를 산출하였다. 그리고 철(Iron)을 재질로한 원통형 Shell의 산란 강도를 측정, 분석하여 이론치와 비교함으로써 산란 이론식이 탄성 원통 Shell에 대한 산란 형태예측에 유용함을 확인하였다.

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비스듬히 입사하는 음장에 대한 유한 길이의 탄성 원통 쉘의 음향 산란 (Acoustic scattering of an obliquely incident acoustic field by a finite elastic cylindrical shell)

  • 이근화;변성훈;김시문
    • 한국음향학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.511-521
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    • 2019
  • 본 연구에서는 무한 유체에 놓여있는 유한 길이의 탄성 원통 쉘에 외부에서 비스듬히 평면파가 입사할 때 발생하는 음향 산란 현상을 이론적으로 연구했다. 유한 길이의 원통 쉘에서는 해석적인 산란 해가 존재하지 않기 때문에, Kirchhoff 가정을 적용한 Ye의 산란 기법[Z. Ye, J. Acoust. Soc. Am. 102, 877-884 (1997)]을 사용했다. 탄성 원통 쉘의 특성은 3차원 탄성파 이론을 적용하여 구현했으며 원통 쉘 내부의 유체를 고려했다. 유도된 해석 해를 이용하여 내부 유체가 산란 음장에 미치는 효과, Rayleigh 변수에 대한 산란 음장, 탄성 재질의 변화에 따른 먼 거리 산란 함수를 살펴보았다.

모멘트법을 이용한 경계면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 음향 후방산란에 대한 수치해석 (Numerical Analysis of the Backscattering Amplitude for a Partially Buried Cylinder on a Flat Interface Using Method of Moments)

  • 백경민
    • 한국음향학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.282-290
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    • 2014
  • 매끈한 물체에 의한 음향산란에 관한 수치해석은 발전해 왔으나 경계면에 위로 부분적으로 드러나 있는 물체에 의한 음향산란에 대한 수치해석은 여전히 드물다. 해저면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 후방산란진폭을 결정함에 있어 경계면에 의한 잔향은 표적의 산란 함수 특성을 변화시킨다. 본 연구는 평탄한 경계면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 후방산란진폭에 대한 수치해석을 제시하기 위하여 모멘트법(Method of Moments)을 채택하였다. 제시된 수치해석은 측정 및 키르히호프 근사법으로 얻은 해석적인 해와 상당한 일치를 보여주었다. 본 연구에서 기술된 수치해석은 해저면에서의 잔향과 표적으로부터의 산란파를 결합시킴으로써 해저면에 부분적으로 파묻힌 어떠한 형상의 표적에 대한 후방산란 문제에도 적용될 수 있다.

주파수 응답특성을 이용한 산란체 간격 추정 (Estimation scatterer spacing with spectral response)

  • 김은혜;윤관섭;나정열
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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    • pp.447-450
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    • 2002
  • 음향수조 내에 일정한 간격으로 배열된 단순 모양의 산란체들로부터 획득된 후방산란 신호를 분석하여 산란체 간격(scatterer spacing)을 추측 할 수 있는 방법을 연구하였다. 수신신호의 산란특성을 켑스트럼 피크(cepstral peaks)를 이용하여 산란체 간격으로 해석하였다. 임펄스 응답신호를 이용한 수치계산으로 산란체 간격 추정방법을 검증한 후, 수조 실험으로 획득한 후방 산란 신호에 적용해 그 결과를 비교해 보았다.

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공명 산란 이론을 이용한 단일층 원통형 껍질 내부 물질의 음향 식별 (Acoustic Identification of Inner Materials in a Single-layer Cylindrical Shell with Resonance Scattering Theory)

  • 조영태;김완구;윤석왕
    • 한국음향학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.257-263
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    • 2015
  • 음향 공명 이론을 이용하여 단일층 원통형 껍질 속 내부 물질의 음향 식별을 연구하였다. 원통형 껍질의 이론적인 공명 피크 주파수들은 내부 물질의 밀도 변화에 의해서는 거의 영향을 받지 않으나, 음속 변화에 의해서는 두드러지게 변화를 보인다. 이와 같은 음향 의존성을 원통형 껍질 속 내부 물질을 식별하는 데 활용할 수 있다. 단일층 원통형 껍질에 대한 음향 공명 스펙트로그램을 정규화 주파수 및 내부 물질 음속의 함수로서 이론적으로 작성한다. 이 스펙트로그램에 측정한 후방 산란 음압장의 음향 공명 피크들을 중첩함으로써 내부 물질을 음향학적으로 식별할 수 있다. 이를 실험적으로 확인하기 위하여 물, 기름 또는 에틸렌글리콜을 넣은 원통형 껍질의 후방 산란 음압장을 수조 안에서 측정하였다. 단일 송수신 방식으로 중심주파수 1.05 MHz인 음파 변환기로 측정한 후방 산란 음압장의 음향 공명 피크로 내부 물질을 식별할 수 있었다.