• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.169-184
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• 2024

본 연구에서는 심부 지하공간의 안정성을 평가하고자 심부 응력조건을 반영한 암석블록의 이축압축실험을 통하여 지하공동에서 손상 발생시 발생하는 음향방출 및 미소변형의 특성을 분석하였다. 음향방출 특성 분석 결과 지하공동에서 손상 발생 직전에 음향방출 신호의 주파수, 카운트, 에너지, 진폭 특성이 급격히 증가하였다. 특히 주파수와 카운트는 손상 전후에서 특성 차이가 크게 나타나 원형 공동의 손상 특성 분석에 적합한 음향방출 인자인 것으로 나타났다. 이미지상관기법 적용결과 실험 중 공동 주변에 변형이 집중되었음을 변형률의 공간적 분포를 통해 알 수 있었으며, 실험 종료 지점에서는 스폴링 현상이 발생하였음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시된 원형 공동 손상시 음향방출 및 미소변형 특성은 심지층 활용을 위한 지하공동 안정성 평가의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제33권6호
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• pp.358-365
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• 2014

선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력이 낮아짐에 따라 불가피하게 여러 형태의 공동이 발생한다. 이러한 공동현상은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박 프로펠러에서 유기되는 수중방사소음은 공동의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 공동과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 부분공동성능 해석법 개발 및 날개단면 형상정보 도출을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 비점성 수치해석을 수행하였다. 또한 점성해석 상용프로그램인 FLUENT에서 제공하는 난류 및 공동 모델 조합에 따른 결과를 살펴보았으며, 점성 및 비점성 해석 결과를 비교, 평가 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제18권5호
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• pp.68-77
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• 1999

본 논문에서는 고강도 집속형 초음파의 주파수 특성(파형)에 따른 초음파 공동 현상을 억 제하는 효과를 살펴보았다. 본 연구에서는 세가지 파형, 즉, 정현파(1 MHz, 5 MPa), 주파수 변조파(10 ㎲ 동안 1 MHz에서 6 MHz까지 선형적으로 증가, 5 MPa), 비대칭 충격파(기 본 주파수 1 MHz, 양압 12 MPa, 음압 -4 MPa)를 고려하였다. 동일한 강도(833 W/㎠)를 가지는 각 초음파에 노출된 초기 반경이 1 ㎛인 물 속에 있는 공기 기포의 반응을Gilmore bubble dynamic model 및 Church's rectified gas diffusion equation을 이용하여 예측하였다. 기포 진동의 크기는, 정현파에 노출된 경우와 비교하여, 주파수 변조된 초음파의 경우 현저히 감소하였고, 비대칭 충격파의 경우 약간 감소함을 볼 수 있었다. 흥미롭게도 주파수 변조파에 대한 기포의 반응은 변조된 초음파의 주파수 성분이 기포의 공진 주파수(3 MHz) 이상에서는 거의 동일하게 유지되는 것으로 나타났다. 이 사실은 주파수 변조를 현재의 1 MHz부터 6 MHz까지에서 1 MHz부터 3 MHz까지로 줄여도 유사한 공동 억제 효과를 얻을 수 있음을 암시한다. 실용적으로, 비교적 좁은 밴드 폭을 가지는 범용 초음파 변환기를 이 용하여 초음파의 공동 현상 억제 효과를 얻기 위한 주파수 변조를 구현할 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과는 초음파의 적절한 주파수 성분 조절로 초음파의 공동 현상을 일정 수준 억제할 수 있음을 시사한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.449-454
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• 1998

전립선 비대증 및 각종 고형암 조직을 제거하기 위해 이용되는 고강도 집속형 초음파 시스템은 초음파의 조직에 대한 열 효과를 이용한다. 이 경우 수MPa의 고 압력 초음파를 사용하기 때문에 수술시 초음파에 의한 조직내의 공동 현상이 수반되고 이로 인해 초음파의 집속 효과가 감소하게 된다. 본 논문에서는 초음파 공동 현상을 억제하기 위하여 초음파의 주파수 특성을 고려하였다. 초음파의 크기는 일정하게 유지하면서 증가하는 주파수로 변조된 초음파와 비선형 고저파 (nonlinear harmonics) 성분을 포함한 왜곡된 초음파에 대한 기포의 반응을 Gilmore 기포 모델을 이용하여 관찰하였다. 초음파의 주파수 변조는 10 $\mu\textrm{s}$ 동안 초기 주파수 1 MHz부터 시작하여 7 MHz까지 선형적으로 증가하도록 하였다. 파형을 왜곡시키는 고저파 성분의 크기는 주파수에 역 비례 하도록 하였다. 초음파의 기본 주파수는 1 MHz로 하였고, 압력은 0.1 MPa과 1 MPa의 두 경우를 고려하였다. 초기 기포의 반경은 1 $\mu\textrm{m}$으로 하였고, 기포 주위의 유체는 물로 가정하였다. 시뮬레이션 결과로부터, 주파수를 변조시키거나 파형을 왜곡시킨 초음파에 대한 기포의 진동은, 동일한 압력의 정현파에 대한 경우 보다 작은 것으로 나타났다. 주파수 변조된 초음파에 반응한 기포의 진동은 압력이 낮을 때 (0.1 MPa), 변조된 주파수가 기포의 공진 주파수인 3 MHz 부근에서 최대치를 보이다가 이후 급격히 감소하는 경향을 보였다. 반면, 압력이 높아지면 (1 MPa) 기포의 진동은 주파수의 증가와 함께 감소하다가 3 MHz 이상으로 변조 될 경우, 유의한 변화를 보이지 않는 것으로 나타났다. 이 결과는 초음파의 적절한 주파수 성분 조절로 초음파 공동 현상을 일정 수준 억제할 수 있음을 시사한다. 고려가 수반되어야 할 것으로 보인다. 다음 내용을 정리해 보고자 한다.리해 보고자 한다.rc$ 구입할 때 중점적으로 살펴보는 사항은 신선도와 순수재래종 여부, 위생상태였다. 한편 소비자가 언제나 구입할 수 없다는 의견이 85.2%나 되어 원활한 공급과 시장조성이 아직 정착되지 않고 있었다. $\bigcirc$ 현재 유통되고 있는 재래종닭은 소비자 대부분이 잡종으로 인식하고 있었으며, 재래종과 일반육계와의 구별은 깃털색, 피부색, 정강이색등 외관상으로 구별하고 있었다. 체중에 대한 반응은 너무 작다는 의견이었고, 식품으로의 인식도는 비교적 고급식품으로 인식하고 있다. $\bigcirc$ 재래종닭고기의 브랜드화에 대한 견해는 젊고 소득이 높은 계층에서 브랜드화의 필요성을 강조하고 있다. $\bigcirc$ 재래종달걀의 소비형태는 대부분의 소비자가 좋아하였으나 아직 먹어보지 못한 응답자가 많았다. 재래종달걀의 맛에 대해서는 고소하고 독특하여 차별성을 느끼고 있었다. $\bigcirc$ 재래종달걀의 구입장소는 계란판매점(축협.농협), 슈퍼, 백화점, 재래닭 사육 농장등 다양하였으며 포장단위는 10개를 가장 선호하였고, 포장재료는 종이, 플라스틱, 짚의 순으로 좋아하였다. $\bigcirc$ 달걀의 가격은 200원정도를 적정하다고 하였으며, 크기는 (평균 52g)는 가장 적당하다고 인식하고 있으며, 난각색은 대부분의 응답자가 갈색을 선호하였다. $\bigcirc$ 재래종달걀의 구입시 애로사항은 믿을수 없고, 구입장소를 몰라서, 값이 싸다 등이었고, 앞으로 신뢰할 수 있고 위생적인 생산 및 유통체계가 확립될 경우 더 많이 소비하겠다는 의견이었다. $\bigcirc$ 재래닭 판매업소(식당)의 판매형태는 66.7%인 대부분

• 한국음향학회지
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• 제37권2호
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• pp.92-98
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• 2018

본 논문은 모형 프로펠러를 대상으로 공동수조 시험, 수중 충격시험, 유한요소해석 및 전산유체해석에 기반하여 수행한 명음 발생 메커니즘 연구이다. 선미 유동을 모사하기 위해 반류망, 프로펠러 및 방향타를 설치하고 수중청음기와 가속도계로 프로펠러 명음 현상의 발생과 소멸을 계측하였다. 유한요소해석을 통해 프로펠러 날개의 고유진동수를 예측하고 접촉 및 비접촉식 충격시험으로 이를 검증하였다. RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식 기반 전산유체해석을 통하여 프로펠러 날개 각 단면의 유속과 유효 받음각을 계산하였으며, DES(Detached Eddy Simulation) 기반 고해상도 해석을 통해 명음 발생 위치에서 2-D 날개 단면 뒷전의 와류흘림주파수(vortex shedding frequency) 계산을 수행하였다. 수치적으로 예측된 와류흘림주파수는 모형시험으로 계측한 명음 발생 주파수 및 날개 고유진동수와 일치함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.87-94
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• 2017

프로펠러와 같은 수중운동체 주변에서 발생하는 공동 현상은 물체를 부식시키고 소음을 발생시키므로, 공학적 측면에서 중요한 문제로 다루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Clark-Y 수중익형에서 발생하는 공동 현상과 이로 인한 유동 소음을 예측하였다. 공동 예측 결과를 정량적으로는 수중익형 표면의 압력 분포, 정성적으로는 수중익형 주변 공동의 체적분율 변화 양상을 이용하여 비교하였으며, 실험결과 및 선행 연구와 비슷한 경향을 가짐을 확인하였다. 이러한 공동에 의한 유동 소음을 예측하기 위하여 음향상사법을 이용하였으며, 시간에 따른 체적분율 변화를 단극자 소음원으로, 수중 익형 표면에서의 비정상 압력섭동을 이극자 소음원으로 모델링하였다. 소음 예측 결과는 SPL과 방향성을 통해 분석하였고, 계산된 전체 주파수 영역에서 비정상 압력섭동에 의한 소음원이 지배적임을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.48-56
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• 2011

직경 대 길이비(L/D)의 값이 큰 고체 추진기관에서는 축방향 연소불안정 현상이 발생할 가능성이 높다. 일반적으로 이러한 현상을 억제하기 위해 추진제에 금속입자를 포함시키거나 그레인 설계시 축방향 압력 진동을 억제할 수 있도록 형상을 고안한다. Slotted-Tube형 그레인을 적용한 고체 추진기관은 연소시 Slot의 영향으로 인해 축방향 1차 모드 압력진동이 억제되나 연소관 후방 내열재 삭마로 인해 공동이 형성되어 Vortex Shedding에 의한 2차 모드 압력진동이 증폭될 수 있다. 본 연구에서는 4 Slotted Tube형 고체 추진기관의 설계 개선을 통해 Vortex Shedding을 억제하여 연소불안정 현상을 개선하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.643-651
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• 2021

현대인들의 정보습득은 대부분 시각을 통해 이루어진다. 컴퓨터, 스마트폰 등의 스크린은 사람들의 시각을 끊임없이 자극하여 피로감을 증가시킨다. 이러한 사회 현상 속에서 21세기의 최첨단 사운드 시스템의 실감 나고 풍부한 소리는 사람들의 몸과 마음에 다양한 방법으로 영향을 미칠 수 있다. 소리를 통해 인간은 마음을 안정시키고 자신을 관찰할 여지를 제공받게 되는 것이다. 본 논문에서는 ALgruppe와 Rory's PranaLab이 공동으로 실시한 실감음향을 기반으로 한 입체음향요가 수련을 소개하고 실감오디오 시스템에 관한 이해를 도모하고자 하는 목적을 가진다. 실감음향으로 체험하는 입체음향 요가는 단순히 소리의 효과를 누리는 것이 아니라 요가 수련자들이 내면을 들여다보는 자의식을 갖게 하는 강력한 에너지가 됨을 알 수 있었다. 이는 현대사회의 지식의 지평이 요구하는 다학문적 교류에 대한 응답임과 동시에 새로운 문화콘텐츠의 가능성을 알리는 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제33권1호
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• pp.10-20
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• 2014

본 연구에서는 입수 충격에 의한 수중 순간 소음을 연구하기 위해, 황해에서 발사대를 이용하여 해상 실험을 진행하였다. 해상시험선인 청해호 우현상에서 발사대를 이용하여 실린더 몸체를 수직으로 발사하였으며, 이때 발생하는 소음을 하이드로폰으로 측정하였다. 실험에서는 원통형, 원뿔형, 반구형 두부 형상을 가진 3가지 종류의 실린더 몸체가 사용되었다. 측정된 신호는 시간적으로 확연하게 구분되어 3단계로 전시되었다 : (1) 초기 충돌 및 물체 진동단계, (2) 개방 공동 유동 단계, (3) 공동 붕괴 및 거품 진동 단계. 대부분의 경우, 거품 진동 단계의 파형이 초기 충돌 및 물체 진동 단계에 비해 우세하게 나타났다. 공동이 붕괴되기 시작하는 핀치 오프 시간은 0.18 ~ 0.2 s에 발생하였으며, 평균 거품 지속 시간은 0.9 ~ 1.3 s로 지속되었다. 입수 충격 소음은 100 Hz 이하의 대역에서 에너지가 집중되어 있었으며, 생성되는 소음은 두부 형상, 물체 질량, 발사 속도에 의해 영향을 받았다. 결과적으로, 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도의 크기는 원통형, 원뿔형, 반구형 순으로 나타났으며, 동일 입수체에 대해서는 초기 에너지가 클수록 거품 주파수에서 에너지 스펙트럼 밀도가 크게 나타났다. 최종적으로, 버블이 폭발하는 물리적 현상을 기반으로 모의된 신호와 계측 값간 비교 결과 만족스러운 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제41권5호
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• pp.564-569
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• 2022

인체의 다른 장기들과 달리, 뇌는 혈뇌장벽(Blood-Brain Barrier, BBB)라는 보호 장치가 존재하여 뇌혈관내 물질들이 뇌조직으로 투과되는 것을 제한하는 역할을 한다. 이러한 BBB는 알츠하이머, 뇌종양 등 다양한 뇌질환에 직접적으로 전달이 필요한 약물의 투과까지 제한하기 때문에 치료 효능 검증 및 임상 적용이 어려운 것으로 보고되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 비침습적 특성의 집속 초음파(Focused Ultrasound, FUS)를 뇌의 국소 부위에 조사할 경우 마이크로버블의 음향공동화 현상으로 인해 BBB가 일시적으로 개방될 수 있는 기술이 개발되었으며, 해당 기술을 안전성 및 유효성 검증, 약물 전달 효율을 증대시킬 수 있는 다양한 연구가 전 세계적으로 수행되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 알츠하이머, 뇌종양 등 뇌질환 치료를 위해 활발히 연구가 진행중인 집속초음파 기반 BBB 개방 기술에 대한 연구 동향을 분석하였다.