• 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.

• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.165-173
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• 2009

해양 탐사에 있어서 해저퇴적물의 물성을 파악하는 것은 해양 연구의 기초 자료로써 활용되고 있다. 이러한 해저퇴적물의 물성을 파악하기 위해서는 시추를 통한 직접적인 방법이 있지만 경제적, 시간적 손실이 크고 공간적인 한계가 있다. 이에 음향 장비를 이용한 해저퇴적물 분류 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 논문에서는 해저 지형 조사 장비의 일종인 음향측심기에 의한 음향 신호의 나카가미(Nakagami) 분포를 분석하여 해저퇴적물의 특성을 분류하는 연구를 수행하였다. 나카가미 변수인 m 값의 변화에 따라 해저퇴적물의 물리적 특성이 달라지는 것을 확인하였고, 이는 해저퇴적물특성 연구의 기초자료로 활용되리라고 여겨진다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.747-761
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• 2008

다중빔 음향 탐사 시스템의 후방산란 자료를 대상으로 한 해저면 분류의 가능성을 평가하기 위하여, KONGSBERG SIMRAD EM3000(300kHz) 후방산란 신호를 분석하고 처리하는 소프트웨어를 구현하였다. 강원도 속초항 부근에서 취득한 음압 자료를 이용하여 모자익 영상을 제작하였다. 원격 분류 결과의 검증을 위해 영상 내에서 이질적인 음압 강도로 나타나는 지역에 대하여 잠수사에 의한 직접적인 표층 퇴적물 채취와 비디오 광학 영상을 취득한 후, 후방산란 음압과의 비교를 실시하였다. 연구 대상 지역의 수심은 5m에서 22.7m까지였으며, 모자이크 영상 내의 후방산란 강도 분포는 -15dB에서 -36dB까지 나타났다. 그리고 표층퇴적물 입도 분석 결과, 평균 입도 크기는 최대 $2.86{\phi}$에서 최대 $0.88{\phi}$까지 나타났다. 시료의 입도 분석 자료와 영상의 강도 변화 사이의 상관성을 비교해 본 결과, R값은 0.56으로 나왔다. 입도 분석 자료와 후방산란 음압 자료와의 상관성을 기반으로 구현한 해저면 자동분류 시스템의 인식정도를 정량화하기 위하여, GIS시스템으로 각 대상 자료를 통합하고, 면적비교 기능을 사용하여 평가를 수행하였다. 암반 지역을 사질지역으로, 사질 지역을 암반지역으로 교차 인식하는 오인식율은 약 8.95%로, 평균 입도가 낮은 지역의 인식 면적 차이는 사용자 분류를 기준으로 약 2.06%로 나타났다. 이러한 결과는 평균 입도 변화가 해저면 후방산란에 가장 큰 영향을 미치는 요인임을 지시하고 있다. 따라서 이러한 후방산란 음압을 평가하여 평균 입도 변화를 추적하는 알고리즘을 구현할 수 있었으며, 최종 모자이크 영상을 두 개의 퇴적체로 자동 분류하는 시스템을 구현하게 되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.665-666
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• 2023

미세 물질을 포함하고 있는 광산 폐기물의 디워터링 과정(dewatering process)은 작은 입자들의 침전속도가 낮기 때문에 시간이 오래 걸리고 어려운 과정이다. 따라서 광산 폐기물이 안정적으로 침전되었는지 확인하기 위해서 디워터링 과정을 연속적으로 모니터링하는 기술이 필요하다. 이 연구에서는 kaolinite, illite, bentonite 3 종류의 점토를 3 가지 농도(0.1g/L, 1g/L, 5g/L)로 나눠서 초음파 음향 감지를 이용해 후방산란 신호를 측정했다. 그리고 측정된 신호를 활용하여 합성곱 신경망(CNN) 모델을 개발하여 점토의 분류 모델을 만드는 연구를 수행했다. 본 연구에서 보여준 CNN 의 높은 정확도는 광산 폐기물의 디워터링 과정에서 미세 광물과 미세 농도 분류 모니터링에 적합한 저렴하고 측정하기 쉬운 음향 감지의 사용 가능성을 입증했다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.409-416
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• 1999

액체/고체 경계면에 레일레이각으로 초음파 pulse를 입사시키면 입사된 에너지의 상당 부분이 고체쪽으로 침투여 표면으로부터 약 1.5 파장 깊이 정도까지 에너지 분포를 가지고 고체 표면을 따라 전파하는 레일레 이파로 전환되며, 이러한 입사각에서는 기하학적인 거울 반사가 일어나지 않고 반사파의 중심이 Schoch 변위만큼 전방으로 이동되고, 또 입사 방향으로 후반 산란되는 초음파의 신호가 급격히 증가하는 현상이 관찰된다. 만일 고체에서 초음파의 감쇠가 산란에 의해 크게 영향을 받고, 레일레이각에서 고체 쪽으로 침투한 에너지의크기를 $E_0$라고 하면, 고체 표면과 표면 근처를 전파하는 레일레이파의 산란파 에너지, $E_S$는 Schoch 변위, ${\Delta}_S$와 산란에 의한 감쇠계수 ${\alpha}_S$에 비례하는 관계가 있음을 이론적으로 구하였다. 입사 방향으로 후방산란되는 초음파는 산란파의 일부이므로 후방산란 초음파 에너지, E_{Bs}도 이와 같은 관계를 가진다. 그러므로, 레일레이각으로 입사된 초음파의 후방산란 에너지, $E_{B_S}$ 산란체(e.g. grain)의 평균 크기, D와 주파수 f와는 레일레이 산란 영역과 Stochastic 산란 영역에 대해 각각 $E_{B_S}\;\propto\;D^{3}f^{3}$와 $E_{B_S}\;\propto\;D\;f$인 관계를 가지는 것으로 얻어졌다. 이것은 액체/고체 경계면에서 레일레이각으로 입사되어 레일레이파로 전환된 초음파가 다시 액체로 그 에너지를 누설하여 그 산란 영역이 Schoch 변위 내에서 일어나기 때문이며, 이러한 영향에 의해서일반적인 산란에서의 주파수 의존성과는 달리 각 산란 영역에서 그 지수는 1씩 작은 값을 갖는다.향에 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.가지는 심부 가스의 개발 성공률을 증가시키기 위하여 심부 가스가 존재하는 지역의 지질학적 부존 환경 및 조성상의 특성과 생산시 소요되는 생산비용을 심도에 따라 분석하고 생산에 수반되는 기술적 문제점들을 정리하였으며 마지막으로 향후 요구되는 연구 분야들을 제시하였다. 또한 참고로 현재 심부 가스의 경우 미국이 연구 개발 측면에서 가장 활발한 활동을 전개하고 있으며 그 결과 다수의 신뢰성 있는 자료들을 확보하고 있으므로 본 논문은 USGS와 Gas Research Institute(GRI)에서 제시한 자료에 근거하였다.ऀĀ耀Ā삱?⨀؀Ā Ā?⨀ጀĀ耀Ā?돀ꢘ?⨀硩?⨀ႎ?⨀?⨀넆돐쁖잖⨀쁖잖⨀／ࠐ?⨀焆덐瀆倆Āⶇ퍟ⶇ퍟ĀĀĀĀ磀鲕좗?⨀肤?⨀⁅Ⴅ?⨀쀃잖⨀䣙熸ጁ↏?⨀

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집 제20권 2호
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• pp.335-338
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• 2001

잔향음은 시변동성이 존재하는 유동성 경계면 잔향음(해수면, 체적)과 시변동성이 존재하지 않는 고정 경계면 잔향음(해저면)으로 분류된다. 그러나 고정 경계면 잔향음으로 알려진 해저면 잔향음에서도 단주기적 시변동성이 존재하고 있음이 여러 실측자료에서 관측되고 있다. 본 연구는 시변동성의 원인을 파악하고자 실험실에서 부유성 퇴적물의 농토에 따른 후방산란 신호를 측정하였다. 또한 동해에서 측정된 시간에 따른 잔향음신호(80kHz)와 ADCP(4.2MHz) 자료를 비교하여 천해에서의 체적 산란체의 변동이 잔향음 신호에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다. 아울러 본 논문에서는 잔향음 신호의 단주기적 시변동성에 의한 잡음 성분을 제거하여 표준화된 잔향음 신호를 획득하기 위한 방법으로 Low Rank Approximation(LRA)을 제안하였다. 이 기법은 특이해 분해(Singular Value Decomposition, SVD)를 수행하여 실측 자료 행렬로부터 고유치(Eigenvalue)과 고유벡터(Eigenvector)를 추출한 후, 추출된 고유치를 제한적으로 사용하여 근사화 하는 기법으로 시변동성 신호를 제거하는데 효율적인 방법이다.

• 한국음향학회지
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• 제12권6호
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• pp.5-12
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• 1993

고주파 음원을 사용하여 측정한 천해 해역에서의 잔향음 특성 변화와 해양 환경요소와의 연관성을 고찰하고자 하였다. 여름철에 실시한 현장실험에서 획득한 잔향음신호를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 수직 음속이 음의 기울기를 갖고 있어서 해저면 잔향음이 우세하다. 2) 음파발사 방위각에 따라 19dB 이상의 해저면 잔향음준위 차이를 보인다. 3) 계산된 해저면 후방산란 강도는 기존의 측정자료에 비해 약간 높게 나타난다.

• 한국음향학회지
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• 제27권3호
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• pp.140-148
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• 2008

본 연구에서는 물리광학법 (physical optics)과 푸리에 변환 (Fourier transform)을 바탕으로 잠수함과 같이 크고 형상이 복잡한 수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호를 모의하기 위한 수치해석방법을 구현하였다. 키르코프-헬름홀쯔 적분식 (Kirchhoff-Helmholtz integral equation)에 키르코프 근사이론 (Kirchhoff approximation)을 적용하여 유도한 물리광학법을 바탕으로 수중표적의 후방산란 음파에 대한 주파수 응답을 계산하였으며, 시간영역 신호모의를 위해 구해진 주파수응답에 고속 역푸리에 변환 (inverse fast Fourier transform)을 취하였다. 입사 음파의 직접조사 면적을 산정하기 위한 적응 삼각형 빔 방법과 다중반사 효과를 고려하기 위한 가상면 개념을 도입하였다. 평면 음파가 정사각형 평판에 수직으로 입사하는 경우에 대한 수치해석 결과를 시간영역 물리광학법에 근거한 해석해와 비교하여 본 연구에서 구현한 수치해석방법의 정확성을 검증하였으며, 반구형 원통모델에 대한 수치모의 결과를 측정결과와 비교하여 본 연구방법이 거울반사 (specular reflection) 효과가 우세한 경우에 유효한 해를 제공할 수 있으나 작은 표적에 대해서는 오차를 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, 이상화된 잠수함 모델에 대한 수치해석을 통해 실제 수중표적에 대한 시간영역 후방산란 해석으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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• pp.103-106
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• 1992

기존의 혈류 속도 측정 방법으로는 인체내에 반사 물질을 투입하는 Fick technique과 electromagnetic flowmeter등을 이용한 invasive method와 Ultrasonic Doppler method에 의한 noninvasive method가 이용되고 있다. 이 방법들은 혈과의 모양이나 혈관에서의 flow velocity profile등에 관한 정확한 정보를 얻을 수 없다. 이와같은 문제점들을 해결하기 위한 혈류속도 측정 방법으로 실험실 조건하에서 인체에서와 유사한 혈류측정 장치를 제작하여, vessel의 표본 체적내의 산란체로부터 후방산란되는 초음파 신호의 correlation을 이용한 Ultrasound Time Domain Correlation (UTDC) technique을 연구하였다. UTDC technique을 이용하여 유속을 측정한 결과, 12% 이하의 정밀도로 평균 유체 유속이 측정되었고, Ultrasonic Doppler method에서 측정할 수 없는 혈과의 모양과 혈관의 각 위치에서의 유속 및 혈관벽에 이물질의 존재여부를 명확히 판단할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제27권1호
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• pp.33-39
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• 2008

공기방울에 의한 음속 확산 (sound speed dispersion)을 측정하여 잘피 서식지에서 광합성시 발생되는 기공률을 추정하였다. 해상 실험은 니질로 구성된 거머리말 서식지에서 광합성이 활발한 주간과 상대적으로 덜 활발한 야간에 실시되었고 120 kHz 정현파 음원을 이용하여 잘피 서식지로부터 후방산란된 음향 신호를 획득하였다. 실험 결과 잘피 서식지로부터 수신된 신호의 도달 시간이 주/야간 차이가 있음을 확인하였고 도달 시간의 변화는 잘피의 광합성에 의해서 발생되는 공기방울에 의한 음속 확산이 원인임을 추정할 수 있었다.