• 한국음향학회지
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• 제37권2호
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• pp.99-109
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• 2018

현존하는 진동 측정 센서는 정밀도 면에서는 대부분의 진동을 측정하기에 충분하나, 센서 한 개로 하나의 지점이나 방향에 한정하여 측정할 수밖에 없다는 단점을 갖고 있다. 반면 카메라의 경우, 정밀도나 측정 가능한 주파수 영역의 면에서는 다소 불리하지만, 한 번에 광범위한 영역의 진동을 측정할 수 있고 가격 면에서 유리하며 다자유도의 진동을 동시에 측정할 수 있다는 큰 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 저가의 머신 비전 카메라가 진동 측정 센서로서 어느 정도의 오차 범위 내에서 진동을 측정할 수 있는지 알아본 후, 실제 외팔보의 진동을 측정하였다. 카메라의 2차원 평면 이미지는 두 방향의 직선 운동과 한 방향의 회전 운동을 나타낼 수 있다. 먼저 단일 점의 진동을 카메라로 측정하고, LDV(Laser Doppler Vibrometer) 측정을 기준으로 한 카메라 측정의 오차를 실험적으로 교정하였다. 다음으로 다중점의 진동을 한 번에 측정하여 회전 진동과 외팔보 전체 형상의 진동을 측정하였다. 외팔보 전체 형상 진동은 주파수와 시간 영역 모두에 대하여 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.43-49
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• 2005

This paper is to investigate the effect of corrosion by acoustic emission method in tensile loading and the adhesiveness between substrate and coating layer. The powders used are Zn and Amdry625, respectively. They are coated on brass alloy substrate. AE signals of Zn and Amdry625 coating layer increase drastically in strain $2\%$. However, those of Zn specimen have more than those of Amdry625 specimen. When the specimens executed the corrosion test under $3.5\%$ NaCl solution for 500, 1000 hours, the salt solution penetrated into the surface of the substrate through the pores of the coating layer. As a result, corrosion production formed on the surface of the substrate. The adhesiveness between coating layers is weakened by the polarization and corrosion itself. The AE event, count, and energy of corroded coating specimens decrease, compared to specimens without corrosion. The results are summarized as follows : 1. In the tensile tests, the time that it took to start and develop the cracks and exfoliations between the surface of the substrates and the plasma spray coatings were different according to the type of plasma sprayed material, which are Zn and Amdry625. These phenomena were obvious at the strain rate 1 to $5\%$, and few available data were found after that stage. 2. The specimens with Zn coating showed the characteristics of crack, according to the changes of the tensile strength applied on the substrates while those with Amdry625 showed exfoliation as a result of low adaptation to the tensile strength. 3. The anti-corrosion specimens showed that the adhesive properties between the substrate and the plasma spray coating were strong in the order of Zn, Amdry. It showed that Corroded specimens cracked or exfoliated easily, even with the small energy, because those had a comparatively weakened adhesive property, due to corrosion. 4. Zn specimen showed no corrosion phenomena on the surface of the substrates, because they had the function of sacrifice anode however, Amdry625 specimen showed the corrosion, because it did not have that function.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.519-528
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• 2023

본 논문에서는 식기 세척기 내 원심펌프를 대상으로 수치적/실험적 연구를 통해 최적 설계를 수행하였으며 유량 및 소음 성능을 개선하고자 하였다. 먼저 대상 원심펌프의 특성을 실험적으로 분석하기 위해 펌프 성능시험기를 통한 유량 실험과 반 무향실에서의 소음 실험을 진행하였다. 원심펌프 회전에 따른 내부 유동 및 유동 소음 성능을 수치적으로 모사하기 위해 전산유체역학 기반의 Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Ffowcs Williams and Hawkings 방정식을 지배 방정식으로 수치해석을 수행하였다. 실험 결과와의 비교를 통해 수치 기법의 유효성을 검증하였으며, 검증된 수치 기법을 활용하여 원심펌프 내 임펠러 형상에 대한 최적 설계를 수행하였다. 수치 기법의 활용을 통해 최적 설계된 임펠러의 개선된 유량 성능을 수치적으로 확인하였으며, 유동장 분석을 통해 임펠러 형상 각도 변화에 따른 유동 특성 변화 및 개선을 확인하였다. 또한, 시제품 제작 및 실험을 통해 개선 유량 성능을 검증하였으며, 팬 법칙에 의거하여 동일 유량에서 소음 수준이 감소함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.103-111
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• 2024

축류팬은 상대적으로 저압의 유동 영역에서 유동을 수송하기 위해 사용되며, 다양한 설계 변수에 대해 설계된다. 축류팬의 날개 끝 형상은 유동 및 소음 성능에 지배적인 역할을 수행하며 이에 대한 대표적인 유동 현상으로 날개 끝에서 발생하는 날개 끝 와류와 누설 와류가 있다. 이러한 3차원 유동 구조를 제어하기 위해 다양한 연구가 수행되어 왔으며, 항공기 분야에서 날개 끝 와류를 억제하고 효율을 증가시키기 위해 윙렛 형상이 개발되었다. 본 연구에서는 에어컨 실외기용 축류팬 날개에 적용된 윙렛 형상의 영향을 분석하기 위한 수치적, 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 유동 구조 및 유동 소음을 수치적으로 분석하기 위해 unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Ffocws-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 전산유체역학 기법에 기초하여 수치 해석하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 수치 기법의 유효성을 검증하였다. 윙렛 형상에 따른 날개 끝 와류와 누설 와류의 형성의 차이를 3차원 유동장을 통해 비교하고, 그에 따른 공기역학적 성능을 정량적으로 비교하였다. 또한, 예측 유동장을 바탕으로 소음을 수치적으로 모사하여 윙렛 형상이 유동 소음 측면에 미치는 영향을 분석하였다. 대상 팬 모델의 시제품을 제작하여 유동 및 소음 실험을 실시하여 실제 성능을 정량적으로 평가하였다.

• 한국제4기학회지
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• 제14권1호
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• pp.7-31
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• 2000

의림지 퇴적층의 형성환경, 성인 및 형성시기를 해석하기 위하여 제천시 모산동 일대에 위치하는 의림지 일대에서 제4기 지질조사와 물리탐사를 실시하였다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 음향측심, 호저 표층시료 및 수상시추에 의한 주상시료 채취, GPR 물리탐사, 호저 퇴적물의 입도분석, 화분분석 및 탄소연대를 측정하였다. 야외조사와 실내분석 결과, 의림지 호저 표층은 부분적으로 인위적으로 교란되거나 매립되기도 했던 흔적이 있으며, 호저의 자연구배를 따른 유수작용으로는 설명할 수 없는 굴곡부를 보이고 있다. 대부분의 호저 퇴적물은 계절적인 집중호우시에 발달하는 범람유수, 의림지 주변 교량부근 계곡과 수로들을 따라 유입되는 하천수 등에 의하여 의림지 안에 조약성 내지 부유성 입자들이 많이 유입되어 집적된 것으로 해석된다. 그리고 대부분 균질 부유물은 의림지의 중앙이나 제방이 있는 하류부에 집적되어 있다. 의림지 호저 표층에는 퇴적물의 CM 다이그램분석에서 나타나듯이 교란류나 니류작용이 발달하여 있으며 이는 의림지하부에 기반암 위에 발달하는 퇴적층으로부터 피압수가 형성되어 상승류가 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 시추 주상치료 중에서 ER-1호공과 ER-3-1호공의 시료는 인간간섭이나 퇴적층의 교란이 적으며, 입도 분석 결과, 분급도는 불량하고, 대부분 세립질 모래와 니질물로 구성되어 있으며, 입도의 첨도와 왜도변화가 아주 다양하게 나타나고 있어, 의림지의 호저 퇴적층은 여러 번의 상이한 기작에 의한 퇴적작용이 중첩되어 형성된 퇴적층으로 해석된다. 시추주상도, 음향측심 및 GPR 물리탐사 단면과 이의 해석자료에 의하면 의림지의 퇴적층은 하류의 제방으로 갈수록 두꺼워지며, 바닥까지의 수심도 GPR 측선9에서와 같이 약 8m로 특히 깊어지는 것으로 나타났다. 한편, 의림지의 2개 시추주상시료(ER-1호공과 ER-3-1호공)에 대한 화분분석 결과, 2개의 화분대로 구분됨이 밝혀졌으며, 하부분대는 목본류 화분이 초본류보다 우점하고 있으며, 상부분대는 반대로 초본류가 목본류보가 더 우점하는 현상을 보이고 있다. 이들 화분대는 현재 습한 온대지역의 수성 혹은 수성주변 환경이 지배하는 산악이나 구릉지에서 흔히 나타나는 침엽수-낙엽활엽수의 혼합림 식생상태를 잘 대변해 주고 있는 것으로 판단된다. 끝으로, 의림지 호저 퇴적층 중에서 인위적인 교란흔적이 없는 암회색 유기질 니층에 대한 탄소연대측정 결과, 제1호공 12번 시료에서 950$\pm$40 years B.P을 얻었으며, 제3-1호공에서도 아래로 내려가면서 8, 10, 11번 시료에 대하여 500$\pm$30 years B.P, 650$\pm$30 years B.P, 800$\pm$40 years B.P의 연대측정 결과를 획득하였다. 이상과 같은 의림지 호저 퇴적층의 형성환경과 형성시기 연구를 통하여 의림지의 제방축조의 최초시기를 해석해 보면, 의림지의 제방은 적어도 과거 약 827년 전에서 866년 전에는 이미 축조되어 있었음을 알 수 있다. 과거 제천 일대에 살았던 옛사람들이 의림지 하류의 곡지중앙과 고기 충적선상지에 대한 관계용 용수조달의 필요성에 부응하여 상류부 곡지하천의 자연입지 환경을 최대한 이용하여 축조한 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.80-87
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• 2011

자율무인잠수정은 해수면탐사선에 비해 해저면에 더 가까이 접근할 수 있는 장점을 제공한다. 수심자료, 해저면 물질 정보와 해저면 하부 영상을 얻기 위해서는 자율무인잠수정에 탑재된 다중빔음향즉심기, 해저면영상탐사기 및 천부지층탐사기 등이 유용하게 사용된다. 일본해양연구개발기구는 3000m급 자율무인잠수정 우라시마를 개발하였다. 잠수정의 전력공급용 연료전지시스템의 공학적 개발과 시험과정을 거쳐 우라시마에는 신형 리튬이온전지 시스템이 설치되었다. 잠수정은 초기 공학적인 업무에서 과학적 사용 목적으로 개량되었다. 다양한 과학장비들이 추가되었고 2006년부터 과학적인 목적의 임무수행을 위한 잠항시험이 수행되었다. 2007년 시험운항에서 일본 기이반도 해역 북구마노분지 부근에서 우라시마의 해저면영상탐사기와 천부지층탐사기를 이용하여 고해상 음향영상자료를 획득하였다. 후방산란강도 도면에서는 많은 암설류가 확인되었고, 천부지층탐사단면에서 연구해역의 북동쪽 끝 부근의 하부구조가 확인되었다. 이러한 특징은 최신 선상지의 형성과 관련된 구조를 암시한다. 그러나 남서 해역에서는 해저면 하부 ~20 ms 부근에서 강한 반사층이 존재하는데, 이는 삭박특징으로 해석되며 현재는 더 젊은 해저 퇴적물로 덮여있다. 잠수정의 성능은 지속적으로 향상되고, 우라시마를 활용하여 많은 유용한 결과가 얻어질 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권7호
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• pp.586-603
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• 2004

“소리의 비 가시성(非 可視性)”은 소음을 제어하고자 하는 공학자에게 주어진 근원적인 어려움 중의 하나이다. 따라서 이러한 비 가시성을 완화할 수 있는. 다시 말하면 소음을 볼 수 있는 방법에 대한 탐구는 많은 관심과 시도가 있어왔다. 이들 방법 중 대표적인 것으로 이론적 또는 수치적인 방법을 이용하여 소음을 가시화 하려는 많은 시도를 들 수 있다. 수치적인 방법의 경우에는 난류 유동의 가시화 분야에서 괄목할 만한 성과를 이루어왔으나 난류 소음의 가시화에는 부족한 상태이다 실험적인 방법의 경우는 마이크로폰 제작 기술의 발달로 인한 가격 인하로 많은 수의 마이크로본을 손쉽게 확보할 수 있게 되었고 매우 빠른 신호처리 기술의 발달이 확보됨으로써 많은 진전이 이루어졌으나, 가시화된 음장 정보의 정확한 해석 등이 여전히 어려운 분야로 남아있다. 또한 음장 가시화 결과에는 항상 유한한 측정 자료로 인한 오차가 포함되어 있으며, 이로 인하여 논문의 제목에서 강조한 바와 같이 소음인의 탐지 및 소음원의 공간적인 분포를 결정하는 데 어려움이 있다. 이 논문은 음장 가시화와 관련된 간략한 역사를 레오나르도 다빈치의 유명한 와류 유동 그림에서 출발하여 현대적 개념의 선형 혹은 평면형 마이크로폰 배열에 의해 수행되는 음향 홀로그래피 분야를 전반부에 설명하고, 음향 홀로그래피 구현에 있어서 발생하는 어려운 문제와 최근의 연구 동향을 후반부에 소개하는 방식으로 구성되어 있다. 최근의 문제 중에서는 자동차나 기차와 같이 이동하는 소음원을 가시화하기 위한 이동 후레임(moving frame)을 이용한 홀로그램 구성 방법과 닫힌 공간에서의 소음원 탐지를 위해 필요한 소리의 반사 효과 제거에 대하여도 기술하고 있다. 또한, 최근에 연구되는 또 다른 중요한 분야로서 “우리는 두 마리의 새가 지저귀는 것인지 아니면 한 마리의 새가 두 개의 목소리를 가지고 지저귀는 것인지 알 수 있을까?" 라는 질문으로 표현할 수 있는 공간상에 분포하는 소음원의 상호 의존관계를 구분하는 분야에 대한 문제 제기와 현실적인 접근 방법을 논하고 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권6호
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• pp.643-654
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• 2023

서필리핀분지는 필리핀해판 서쪽 그리고 유라시아판에 위치한 한반도의 남쪽에 위치하여 류큐해구를 경계로 두고 있는 해양 분지이다. 이 분지는 전체 필리핀 판의 절반정도의 크기이며 류큐해구, 필리핀해구를 경계로 유라시아판 하부로 섭입 중이다. 이 분지의 25-50%가 이미 섭입되었고, 분지 남쪽의 경우 연구가 거의 이루어지지 않아 현재까지 분지의 진화과정 해석에 대하여 크게 논란 중에 있다. 이러한 논란을 해소하기 위해 서필리핀분지의 진화과정을 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 확인하였다. 판의 확장과정에서 생성되는 비변환불연속 구조(Non-Transform Discontinuity)는 일반적으로 중앙해령과 수직한 방향으로 생성되는 변환단층 경계와 유사하지만 지각아래 맨틀대류 변화에 의한 마그마공급 불균형으로 해령분절에 변위가 생기며 만들어진다. 고해상도 해저지형도를 제작하여 분석한 결과, 해령전파에 의한 비변환불연속 구조가 크게 발달한 것과 전반적인 심해언덕의 주향이 해령에서 멀어질수록 E-W방향에서 NNW-SSE방향으로 변화하는 것을 확인하였다. 분지 확장 초기에 아마미-산카쿠 분지가 현재의 위치에서 90도 시계 방향으로 회전된 상태로 팔라우분지와 인접해 있다가 분지의 확장이 시작되면서 민다나오 파쇄대를 경계로 팔라우분지와 분리되어 반시계 방향의 회전열개로 확장을 한 것으로 여겨진다. 또한 분지 내 비변환불연속 구조는 ENE-WSW 방향에서 N-S 방향으로 급격한 확장방향의 변화와 동시에 필리핀해판의 드리프트(drift)로 인한 갑작스러운 마그마 공급 변화로 형성될 수 있음을 지시한다. 팔라우분지는 WPB의 남쪽 일부로 간주되었으나, 최근의 연구에 따르면 독립적인 시스템으로 확장한 것으로 밝혀졌다. 퇴적층과 지각의 두께 등 여러 단서들이 팔라우분지가 WPB 확장 이전에 이미 존재했을 가능성을 시사하고 있으나 분지의 진화과정은 여전히 논란이 많다. 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하기 위해서 팔라우 분지의 연대와 확장 진화에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 서필리핀분지의 진화과정에 대한 새로운 정보를 제공하였다. 이러한 정보는 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1062-1073
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• 2007

Acoustic Target Strength (TS) is a major parameter of the active sonar equation, which indicates the ratio of the radiated intensity from the source to the re-radiated intensity by a target. In developing a TS equation, it is assumed that the radiated pressure is known and the re-radiated intensity is unknown. This research provides a TS equation for polygonal plates, which is applicable to near field acoustics. In this research, Helmholtz-Kirchhoff formula is used as the primary equation for solving the re-radiated pressure field; the primary equation contains a surface (double) integral representation. The double integral representation can be reduced to a closed form, which involves only a line (single) integral representation of the boundary of the surface area by applying Stoke's theorem. Use of such line integral representations can reduce the cost of numerical calculation. Also Kirchhoff approximation is used to solve the surface values such as pressure and particle velocity. Finally, a generalized definition of Sonar Cross Section (SCS) that is applicable to near field is suggested. The TS equation for polygonal plates in near field is developed using the three prescribed statements; the redection to line integral representation, Kirchhoff approximation and a generalized definition of SCS. The equation developed in this research is applicable to near field, and therefore, no approximations are allowed except the Kirchhoff approximation. However, examinations with various types of models for reliability show that the equation has good performance in its applications. To analyze a general shape of model, a submarine type model was selected and successfully analyzed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.626-626
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• 2013

P-N 접합에 의해 절연된 게이트를 통해 전류 통로를 제어하는 접합형 전계효과 트랜지스터(Junction Field Effect Transistors; JFETs)는, 입력 임피던스가 크고, 온도에 덜 민감하며, 제조가 간편하여 집적회로(IC) 제조가 용이하고, 동작의 해석이 단순하다는 장점을 가지고 있다. 특히 JFET는 선형적인 전류의 증폭 특성을 가지고 있으며, 잡음이작기 때문에, 감도가 우수한 음향 센서의 증폭회로, 선형성이 우수한 증폭회로, 입력 계측 증폭 회로 등에 주로 사용되고 있다. 기존에 사용되는 JFET 소자는 구조와 제조 공정에 따라서, 컷 오프 전압($V_{cut-off}$)과 드레인-소스 포화 전류($I_{DSS}$)의 변화가 심하게 발생하여, 소자의 전기적 특성 제어가 어렵고, 소자의 수율이 낮다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 TCAD 시뮬레이션을 통해 게이트 전압에 의해 채널이 형성되는 채널 층의 상하부에 각각 $Si_xGe_{1-x}$로 이루어진 상부 및 하부 확산 저지층을 삽입한 JFET 소자 형성하여, 게이트 접합부의 접합 영역 확산을 저지하고, 상기 게이트 접합부가 계면에서 날카로운 농도 구배를 갖도록 함으로써, 공정 변화에 따른 전기적 특성의 편차가 작아지는 JFET 소자 구조를 만들어 전기적 특성을 개선하였다. JFET은 채널층에 삽입된 $Si_xGe_{1-x}$ 층의 두께, Ge 함유량 및 n채널층의 두께를 변화하였을 때, off 상태의 게이트-소스 전압이 감소한 반면에 드레인-소스 포화 전류($I_{DSS}$)와 컨덕턴스(gm) 값이 증가하였다. 삽입된 $Si_xGe_{1-x}$층이 Boron이 밖으로 확산되는 현상이 감소하여 채널이 좁아지는 현상을 막아 소자의 전기적 특성을 개선함으로써 제조공정의 변화에 관계없이 컷오프 전압을 정확하고 안정되게 제어할 수 있고 이를 통해 소자의 수율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.