• 지구물리와물리탐사
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• 제2권4호
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• pp.202-208
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• 1999

Chirp sonar 시스템을 이용하여 획득한 광역주파수 음향반사자료의 감쇠특성을 나타내는 음향학적 분류변수를 고안하였다. 분류변수는 퇴적물 물성에 따른 분산효과에 의한 감쇠특성을 나타내며, 음향반사신호의 푸리에 변환을 이용한 unwrapped 위상의 미분치로부터 구하였다. 그리고 각기 다른 퇴적상을 나타내는 지점에서 획득된 음향반사신호의 지질음향모델링을 통하여 퇴적물 물성에 따른 감쇠특성을 평가하였다. 그 결과, 분류변수는 입자크기와 성분에 따른 퇴적물 형태와 해저면 굳기에 따라 값의 차이를 보였으며, 이는 음향자료로부터 직접 해저면을 분류하는데 효과적으로 사용할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제21권2호
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• pp.110-119
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• 2002

수중퇴적물의 투과음향특성을 실험실 조건에서 고찰하였다. 물로 포화된 입자지름 0.5 mm이하의 모래퇴적물을 (재질의 두께가 1 mm이고 부피가100mm×100m×42m인 아크릴상자 안에) 형성시켜 수중모래퇴적물 시료를 제작하였다. 수중 모래퇴적물 시료의 다공율을 조절할 수 있도록 퇴적물 내부에 내경 3 mm, 길이 42 mm인 원통형 관들을 이용하여 물로 채워진 관을 위치시켜서, 원통다공율이 각각 0 %, 5%, 11%, 18%, 26%인 다섯 개의 수중 모래퇴적물 시료를 만들었다. 수중 모래퇴적물 시료의 음향특성을 다공율과 0.3 MHz에서 4 MHz의 구간에서 주파수의 함수로 분석하였다. 수중 모래퇴적물 시료를 투과한 음향신호는 시료 전체로부터 나온 첫번째파 (first-kind wave)와 관을 통하여 나온 두번째파 (second-kind wave)를 구분하여 관측하였다. 중심주파수 1 MHz에서는 첫번째파가 지배적이었으나 중심주파수 2.25 MHz에서는 두번째파가 지배적이었다. 첫번째파의 경우, 다공율이 증가되면 음압투과계수는 작아지고 음속은 물의 음속에 가깝게 낮아지며, 주파수가 증가되면 투과계수는 점차 작아지나 음속의 변화는 없었다. 두번째파의 경우, 다공율이 커지면 투과계수가 커지고 음속은 변화가 없었으며, 주파수가 증가되어도 투과계수와 음속의 변화는 없었다.

• 한국음향학회지
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• 제19권3호
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• pp.77-85
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• 2000

사질퇴적물의 함량이 높은 대한해협 퇴적물에 대해 새로운 음파전달속도 측정 장비(sediment sound velocimeter)를 이용 음파전달속도와 물리적 성질을 측정하여, 연구지역의 지음향 및 물리적 특성을 제시하였다. 연구지역 퇴적물의 물성 및 음파전달속도 변화는 조직의 변화에 의해 크게 좌우되는 것으로 나타났다. 연구결과 음향 및 물성 값을 바탕으로 연구지역을 3개 지역(provinces; mid-shelf, shelf margin and trough)으로 구분할 수 있었으며, 이러한 결과는 탄성파 단면 분석을 통해 시스템 트랙과 퇴적계로 지역구분한 기존의 결과[14]와 잘 일치한다. 연구를 통해 새롭게 제시된 3개 지역의 지음향모델은 Briggs and Fischer[5]가 제시한 기존의 대한해협 지 음향모델의 수정모델로 제시한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.433-436
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• 2004

퇴적물의 음파전달속도에 크게 영향을 주는 온도변화에 따른 속도변화를 측정한 결과 기존에 제시되었던 값들보다 약간 낮은 값을 보여주었으나 큰 차이를 보이지는 않았다. 결국 해양퇴적물의 온도에 따른 속도 변화율은 해수에서의 변화율과 거의 유사한 것으로 보아 해양퇴적물의 경우 온도에 따른 속도 변화는 공극수의 음향특성에 크게 영향을 받는 것으로 보인다. 서로 다른 퇴적물 유형에 대하여 온도에 따른 속도변화를 조사한 결과도 절대값은 달라도 변화양상은 거의 유사한 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.216-222
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• 2015

기존의 자동음파전달속도 측정시스템을 이용하여 해양퇴적물의 음향특성을 측정하는 경우 최초도달신호시간의 결정에 발생하는 오류와 측정 절차의 번거로움 등의 몇 가지 문제점들이 존재한다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 PXI모듈을 이용한 LabVIEW기반의 측정 시스템을 개발하였다. 새로운 측정시스템을 검증하기 위해 동일한 시료와 실험환경에서 기존 시스템과 병행하여 측정하였다. 그 결과 1~2%의 음파전달속도 측정오차를 보였으며 음파감쇠 역시 기존 시스템과 유사한 결과 값을 도출하였다. 새로이 개발된 PXI(PCI eXtentions for Instrumentation)를 이용한 LabVIEW 기반 음향특성 측정시스템은 퇴적물의 음향특성을 보다 신속하고 효율적으로 측정할 수 있고 측정 자료뿐만 아니라 분석된 신호의 원시자료에 대해서도 지속적인 데이터베이스를 구축할 수 있다.

• 한국석유지질학회지
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• 제10권1_2호
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• pp.18-22
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• 2004

한국해양연구원에서는 1996년 이래로 동해 울릉분지에서 가스 하이드레이트층의 부존 확인과 특성을 규명하기 위하여 다중채널 반사파 탐사, 고해상 천부지층 탐사, SeaBeam 등의 지구물리 자료와 12 m 길이의 시추퇴적물 시료들을 획득하였다. 동해 울릉분지 남부 해역에는 대규모 천부 가스층이 배태되어 있는데 고해상 천부 탄성파자료에 나타나는 음향이상인 음향 공백상, 음향 혼탁상 그리고 포크마크 등으로 확인할 수 있다. 이 해역에서 채취된 시추 퇴적물들은 대기 하에서 가스팽창으로 야기된 균열조직을 보이는데, 이는 퇴적물 내 가스함유를 지시한다. 이 시추 퇴적물들은 저해수면 시기에 가스 하이드레이트 해리로 인하여 생성된 사면사태에 의해서 공급된 쇄설류와 질량류 퇴적물들로 구성되어 있다. 탄성파 단면도 상에서는 해저면 모방 반사면 (BSR), 진폭 공백 및 위상 반전 현상 등이 특징적으로 나타난다. 가스 하이드레이트층은 수심 2,100 m 정도에서 해저면하 약 200 m의 깊이에 위치하며 BSR 상부에는 대규모 천부가스가 존재한다. 탄성파 자료 해석에 의하면 가스 하이드레이트층은 시대적으로 플라이스토세와 홀로세층 사이에 존재한다. 이와 같이 울릉분지 남부 해역에서 관찰되는 가스함유 퇴적물, 음향이상, BSR등은 가스 하이드레이트층의 부존 특성을 보여주고 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제41권1호
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• pp.46-53
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• 2005

통영 및 장승포 지역에 설치된 인공어초의 침하특성을 조사하기 위해서 중력시추기를 이용한 해저 퇴적물 채취와 탄성파 탐사기 및 측면 주사 음향 탐지기를 이용한 인공어초의 상태를 조사하였다. 퇴적물 시료는 실험실에서 입도 및 전단강도에 대한 측정이 이루어 졌고 탄성파 자료는 음향 특성에 따라 그 특징을 해석하였다. 탄성파 자료를 분석한 결과 연구지역에 광범위하게 분포하고 있는 퇴적층에 인공어초가 어느 정도 침하되어 있음을 알 수 있었다. 또한 측면 주사 음향 탐지기의 영상을 분석한 결과 대부분의 인공어초들은 군집 혹은 서로 중첩되어 분포하고 있는 것으로 나타나서 음향자료를 이용한 인공어초의 상태를 전반적으로 파악할 수 있었다. 획득된 주상시료 분석 결과 평균 입도 5${\sim}$9${\Phi}$이며, 전단강도는 1${\sim}$5kPa를 보였다. 평균 입도의 경우 정점별로 수직적인 값의 변화는 작은 반면, 전단강도 값은 평균 입도에 비해 깊이가 깊어질수록 증가하는 양상을 보였다. 특히, 전단강도 값은 퇴적층 깊이 약 20${\sim}$40cm에서 갑자기 증가하는데 이것은 조사 지역에서 실시한 잠수조사 결과를 바탕으로 인공어초의 침하깊이 20${\sim}$30cm와 거의 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 조사 지역의 경우 전단강도 값이 약 2${\sim}$3kPa 이상을 가지는 곳에서는 침하 현상이 거의 일어나지 않거나 아주 느리게 일어나고 있는 것으로 사료된다. 본 조사 지역과 같이 니질의 함량이 높고 입도가 유사한 경우에도 퇴적 과정 혹은 퇴적물 특성의 차이나 퇴적 후의 속성 작용에 의한 전단강도 값의 증가를 기대할 수 있으며, 또한 인공어초의 종류와 크기, 무게, 형태 등에 따른 해저면의 침하 특성도 다를 수 있기 때문에 향후 보다 종합적인 요인에 대한 분석이 이루어진다면 연약 지반 해역에 대한 인공어초의 시설 대상 범위는 지금보다 더 확대될 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제24권5호
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• pp.289-302
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• 1991

광양만 미고결 퇴적물의 음향학적 특성을 밝히기 위해서 음파전달속도와 물리적 성질 및 퇴적물의 조직과의 상관관계를 알아보았다. 비교 모델은 Hamilton(1970)의 북태평양 대륙붕 및 사면 퇴적물로 하였다. 광양만 퇴적물(40cm 깊이 이하)의 음파전달속도는 평균 1.521km/s로서 북태평양 대륙붕 퇴적물 보다 약 0.02-0.04km/s 느리다. 광양만지역 퇴적물의 속도가 전반적으로 느린 이유는 모델로 사용한 Hamilton(1970)의 북태평양 대륙붕 및 대륙사면 지역과는 퇴적환경도 다른데다가 세립질 퇴적물의 함량이 더 많기 때문으로 생각된다. 원래의 퇴적환경으로 믿어지는 코어 40m 이하 층에서의 각 조직표준치 및 물리적 계수간의 상관 관계는 Hamilton(1970)의 자료와 비교적 잘 일치한다. 입도분석 결과 광양만의 표층퇴적물은 만의 북부 지역은 sandy mud가, 남부 지역에는 mud가 우세한 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권3호
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• pp.158-164
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• 1998

광대역 주파수변조(wide-band FM) 선호를 음원으로 사용하는 Chirp sonar 시스템을 이용하여 획득한 음향반사 자료의 통계학적 처리를 통하여 해저면을 분류하였다. 음향학적 분류변수로서 Chirp 자료의 K-L(Karhunen-Lo$\grave{e}$ve) 변환을 이용하여 계산된 유사도 지수(similarity index)를 고안하였다. 유사도 지수는 근접한 트레이스 자료들에 포함된 공통된 반사신호성분의 양을 지시하므로 해저면 퇴적물의 성분에 따른 음향학적 거침도를 반영한다고 할 수 있다. 유사도 지수는 0에서 1사이의 값을 가지며, 각기 다른 퇴적상을 나타내는 지점에서 획득된 Chirp 자료를 처리한 결과, 퇴적물의 성분이 균질할수록, 입자의 크기가 작을수록, 그리고 연한 퇴적층일수록 증가하는 것을 관측할 수 있었다. 실제의 응용 예로서 제주도 성산포 해역을 이 방법으로 분류하였으며, 그 결과를 검증하기 위해 동일해역에서 획득된 side-scan sonar 자료 및 퇴적물로부터 해석된 해저면의 퇴적상과 비교하였다. 그 결과 음향자료의 유사도 지수에 의해 분류된 해저면은 실제의 퇴적상을 매우 잘 반영할 뿐만 아니라 퇴적물 성분의 특성에 따른 음향반응을 더욱 세밀히 나타내었다. 그러므로 이러한 방법은 음향자료로부터 직접 해저면을 분류하는 지질음향 모델링으로서 매우 효과적이다.