• 한국음향학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2021

해수면 상태에 따른 고주파 양상태 해수면 음파산란 채널 측정 실험은 2020년 4월 거제 내만해역에서 수행되었으며 산란이론을 기반으로 한 모의결과와 비교하였다. 신호는 중심주파수 128 kHz, 대역폭 32 kHz의 선형 주파수 변조 신호를 이용하였다. 파고부이를 통해 측정된 해수면 거칠기로부터 해수면 파수 스펙트럼을 계산하였고 산란이론인 Small Slope Approximation(SSA)에 적용하여 해수면 거칠기에 의한 산란강도를 추정하였다. 또한 실험 당시 풍속을 이용하여 해수면 부근 공기방울층 음파산란을 고려하여 산란강도를 계산하였다. 모의된 산란강도를 이용하여 해수면 산란 채널 세기 임펄스 응답을 모의하였고, 해수면 파수 스펙트럼과 공기방울층 산란에 따른 모의결과를 측정치와 비교, 분석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권5호
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• pp.494-510
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• 2019

수중음향통신시스템의 모뎀이나 채널 코딩 설계를 위한 채널 매개변수는 임펄스 응답, 지연 확산, 산란함수, 도플러 확산, 상관 대역폭, 주파수 선택적 페이딩, 상관 시간 및 시변 진폭 페이딩의 통계적 분포 함수 등이다. 이들 매개 변수들은 주어진 해양 음향 조건에서 수층의 음속 구조, 플렛폼의 운동이나 해면의 거칠기에 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신기 고정 천해 수중음향통신 채널에 대한 페이저 기반의 채널 모델과 모의실험 및 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법을 제시하고 천해의 실험 자료를 이용하여 이들 매개변수들을 해석하였다. 송수신기 거리가 300 m와 600 m에 대한 이들 매개 변수들은 직접파, 산란 성분을 갖는 해면 반사파 및 해저 반사파로 구성되는 3개 다중 경로에 의해 그 특징이 결정됨을 보인다. 연구의 결과는 천해 고정 시스템의 채널 모델 방법, 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법 및 시스템 설계와 성능평가 방법을 제시한다.

• 한국음향학회지
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• 제10권2호
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• pp.36-43
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• 1991

수중에서 원기둥 형태의 기포집단에 의한 후방 산란특성을 이론 및 실험적으로 연구하였다. 이론적 해석을 위하여, 기포기둥을 외형과 공기 함유비 및 크기에 의해 특정지워지는 하나의 단일 산란체로 가정하였으며, 일반 산란 이론식을 이용하여 분석하였다. 기포기둥의 공기 함유비가 1% 이하로 작은 경우와 기포기둥을 구성하는 단일기포의 공명 진동수보다 높은 입사 주파수에 대한 기포기둥의 산란특성은 단일기포의 크기보다 공기 함유비에 크게 의존함을 확인하였다. 또한, 공기 함유비가 증가할수록 후방 산란음압은 증가하며, 최대 음압 주파수는 저주파수 영역으로 이동되는 현상이 이론 및 실험적으로 관찰되었다.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.84-92
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• 2000

본 논문에서는 유한요소와 무한요소를 사용하여 수중 산란체의 산란해석을 수행하였다. 무한영역을 유한영역으로 나누어 유한영역은 유한요소를 사용하여 모델링하고 무한/유한 영역의 경계면에서는 비반사조건을 만족시키기 위하여 무한요소를 사용하되 파동 특성이 가미된 IWEE(Infinite Wave Envelope Element)를 사용하였다. 수중 강체구의 산란해석에 유한요소의 차수, 크기 및 유한요소 모델 그리고 IWEE가 미치는 영향을 살펴보았다. 수치적 산란해석에서 인위적 반사를 줄이기 위해서는 유한요소와 IWEE의 연결을 유연하게 하기 위하여 유한요소는 잘게 나누거나 이차요소를 사용하는 것이 좋으며 IWEE에서는 고차를 사용하는 것이 바람직하다.

• 한국수산과학회지
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• 제23권6호
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• pp.425-438
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• 1990

쉘리코프 해협에서 산란하는 명태의 정확한 산란장소 및 시기를 조사하기 위하여 1981 년, 1984년, 1985년에 음향학적 조사 및 난치자어 조사를 하였다. 알라스카만의 명태는 산란하기 위하여 늦겨울 내지 초봄에 쉘리코프 해협으로 이동한다. 명태는 대륙사면으로 부터 따뜻하고 염분도가 높은 해수를 이용하여 해협 남동쪽 입구의 바닥을 타고 들어와 중앙부의 서쪽면에 있는 깊은(>200 m) 곳에 모여들고, 3월부터 산란을 한다. 최대산란은 이곳에서 3월 하순부터 4월 초순에 걸쳐 일어나고, 해협내 수괴의 성질(해수온, 염분도, 밀도 등)은 해마다 다르지만 산란시기 및 장소는 거의 변함이 없다. 이 해역은 어류의 산란장이 보육장과 가까이 있다는 지리적 이점 이외에도 해마다 이 시기에는 해수의 이동량이 최저치로 내려가고 식물플랑크톤 번식의 핵심요소인 해수의 표면 혼합층이 최소로 된다는 해양학적 현상 때문에 알라스카만 명태의 최적합 산란장이 되어왔다고 추측된다. 4월 초순 이후, 산란행위는 급격히 감소하며 산란장은 북동쪽과 남서방향으로 약간 확장됨을 보여준다.

• 한국음향학회지
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• 제21권8호
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• pp.671-678
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• 2002

천해에서 적용 가능한 고주파 단상태 잔향음 모델 (HYREV: HanYang Univ. REVerberation model)을 개발하였다. 천해의 잔향음은 해수면, 해저면의 산란특성에 의해 영향을 크게 받기 때문에 경계면 산란의 정확한 산출이 가능한 잔향음 모델 개발이 필요하다. 본 모델에서는 고유음선 (eigenray) 계산을 통하여 음원과 산란체까지의 도달시간과 전달손실을 계산하였으며 경계면 산란 예측은 복합 거칠기 (composite roughness) 모델을 이용하였다. 모델의 검증을 위하여 GSM (generic sonar model) 잔향음 모의 신호 및 실측 잔향음 신호와 비교하였으며 비교 결과 GSM보다 HYREV 모델이 천해 잔향음 예측에 적합함을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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• pp.127-130
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• 1992

한국 근해에서 능동소나 (active sonar) 사용시 사용되는 environmental parameters 가운데 하나인 volume reverberation(REv)을 산출하기 위하여 플랑크톤에 의한 후방산란 강도(backscattering strength)에 대한 연구를 하였다. 이를 위하여 수산진흥원 자료(80-89년)중 부유생물조사표에서 후방산란 강도가 다른 종에 비하여 큰 copepoda의 개체수를 평균한 후, 수심별 개체수를 계산하여 수심별, 주파수별(10, 50kHz), 계절별(2월, 8월) 후방산란 강도와 multipath eigenray model을 이용하여 REv를 산출하였다. 예로 사용한 동남해역(zone:S3), 서해중부해역(zone:W3)에서 주파수별 REv는 일반적인 형태인 포기에는 고주파가 높고, 1.5초 이후에는 저주파가 높게 나타났다. 그러나 여름이 겨울보다 플랑크톤 개체수가 많아 후방산란 강도가 크지만(2-5dB), REv는 겨울이 더 크게 나타났다. 이러한 이유는 SVP profile에 의한 pressure 계산결과, 여름에는 ray가 down-ward이고 겨울에는 duct를 형성하여 ray가 거의 direct로 진행하므로 transmission loss가 여름이 크기 때문이다. 또한 ray tracing결과 여름철에는 ray crossing이 많아 겨울에 비하여 fluctuation이 심하게 나타나는 현상을 보이고 있다. 두 지역 이외에도 한국근해의 정확한 REv을 예측하기 위해서는 플랑크톤의 정확한 측정과, 이론적인 수치와 비교할 수 있는 실측치를 얻는 것이 필요하다고 볼 수 있다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.171-174
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• 2004

표적강도는 수중 산란체의 능동 탐지 확률을 좌우하는 중요한 변수중 하나이며 산란체의 기하학적 형상에 의해 결정이 되기 때문에 수치해석을 통한 해석 및 예측이 가능하다. 수치해석 기법은 현재 여러 가지가 알려져 있으며, 그중 Kirchhoff approximation이 다른 해석 기법에 비해 거울면 반사특성의 산란해석에 적합하며, 프로그램으로의 적용이 용이하다는 장점으로 인해 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점에 의거하여 Kirchhoff approximation을 이용하여 표적강도 수치해석 프로그램을 개발 및 검증하였다. 프로그램의 성능 검증은 원통형 산란체에 대한 이론해 검증과 원통형 실험 산란체를 통한 실험 검증을 수행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제11권4호
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• pp.22-30
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• 1992

섬유강화 복합재료의 동탄성계수와 감쇠특성을 규명하기 위하여 랜덤하게 분포된 무한 실린더 형상의 산란계를 가진 메질내에서, 축방향으로 분극되어 조화운동을 하는 탄성파의 전파에 관하여 연구하였다. 단일 실린더에 대한 산란계수로부터 Lax의 준결정근사법을 이용하여 다중산란에 관한 이론을 유도하였고, 매질내에서의 파동전파특성을 내포하는 분산관계식을 얻었다. 다중 산란에 의한 실린더간의 상호작용을 수식화하기 위하여 필요한 실린더의 쌍분포함수는 몬테카를로 모의실험을 이용하여 구하였다. 수치적으로 구한 감쇠계수 및 유효전단강성을 주파수와 면적밀도의 함수로 제시하였다.

• 한국음향학회지
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• 제15권4호
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• pp.18-23
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• 1996

산란강도의 변동에 따른 통계적 특성은 능동소나의 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 주요 산란과정을 이해하는 측면에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 천해에서 측정한 해저면 후방산란 신호의 통계적 특성 분석에 대한 내용을 기술하였다. 천천히 움직이는 30kHz의 실험용 소나로 해저면에 대한 자료를 수집하였다. 신호의 진폭변화에 대한 시${\cdot}$공간 상관함수를 계산하였다. 또한, 넓은 빔과 좁은 빔 신호의 포락선에대한 분포함수와 오경보 확률을 계산하고, 이론 모델과 비교를 시도하였다. 분석 결과에서 이동음원에 의한 해저면 후방산란 변동의 통계적 특성은 고정된 음원의 경우와 다른 특징을 나타냈다.