• 제목/요약/키워드: 파동전파특성

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탄성파 전파의 해석을 통한 섬유강화 복합재료의 동탄성계수 및 감쇠계수의 파악 (Characterization of Dynamic Elastic Constants and Attenuation Coefficients of Fiber Reinforced Composites By Analysis of Elastic Wave Propagation)

  • 김진연
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1992년도 제1회 대전.충청지부 음향학회학술발표회 논문집
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    • pp.69-76
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    • 1992
  • 섬유강화 복합재료의 동탄성계수와 감쇠특성을 규명하기 위하여 랜덤하게 분포된 무한 실린더 형상의 산란체를 가진 점탄성 매질내에서 , 축방향으로 분극되어 조화 운동을 하는 탄성파의 전파에 관하여 연구하였다. 다중 산란에 관한 이론으 이용하여 매질내에서의 파동전파 특성을 내포하는 분산관계식을 얻었다. 다중산란에 의한 실린더간의 상호작용을 수식화하기위하여 필요한 실린더의 쌍분포함수는 몬테카를로 모의 실험을 이용하여 구하였다. 수치적으로 구한 감쇠계수 및 유효전단강성을 주파수와 체적율의 함수로 제시하였다. 또한 감쇠계수의 주파수에 따른 변화에 있어서, 저주파에서는 매질의 점탄성 손실이 지배적이며, 고주파수로 갈수록 다중산란에 의한 손실이 지배적인 것으로 나타났다.

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동해에서 EDDY에 의한 수중신호 변형 모의 (UNDERWATER SIGNAL SIMULATION DUE TO WARM EDDY IN THE EAST SEA OF KOREA)

  • 나정열
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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    • pp.195-198
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    • 1993
  • 해수의 물리적 성질 변화에 의한 수중음속 변화는 수중음파 전파에 커다란 영향을 미친다. 매질변동에 의한 음파 전파경로 변동특성, 즉 음파 도달시간 변동에 의한 매질변위량 추정으로 해양을 탐사하는“해양음향 토모그라피”를 운용하기 위하여 비균질 매질에서의 음파 전파경로 파악이 우선이다. 수심이 일정한 비균질한 매질에서의 음파 전파경로를 파악하기 위해 파동방정식의 해를 Ray theory에 의거 ray path를 구하고 송,수신기 사이를 연결하는 eigenray 정보를 얻었다. 음원의 주파수가 400Hz($\pm$25Hz), pulse length가 20ms인 LFM pulse를 사용하였다. 이 음원을 동해의 최소음속층에서 송,수신하였을 경우 음원에서 150Km 떨어진 수신기에 도달한 신호는 평균음속분포 일 때 보다 약 66ms 정도 빨리 도착한다. 또한 Eigenray 정보에 의거 모의된 수신신호는 토모그라피 운용을 위한 필수 조건인 ray path의 식별, 안정성, 그리고 분해능을 만족한다. 또한 모의 수신신호 음파 도달시간 변동 분석으로 송,수신기 사이의 매질 변동을 파악 할 수 있다.

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응력파 전파 수치모의를 위한 일차원 유한요소모형의 분산 특성 및 제어 (Numerical Dispersion and Its Control for 1-D Finite Element Simulation of Stress Wave Propagation)

  • 이종세;유한규;윤성범
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.75-82
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    • 2004
  • 본 논문에서는 응력파 전파를 수치모의할 때 발생하는 수치적인 분산효과를 제거하기 위해 파동방정식에 기초한 일차원 유한요소모형을 이용하여 수치분산오차의 특성을 분석하고 분산오차를 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 질량행렬을 그대로 사용하는 경우와 집중질량행렬을 사용하는 경우에 대한 수치분산오차를 분석하였다. 개발된 분산제어기법은 공간미분항의 시간단계 가중치 및 질량집중도를 조정하는 음해법과 인위적인 분산항을 추가하는 양해법의 두가지 방법이다. 제안된 분산보정기법을 이용하여 계산한 수치해와 파동방정식의 해석해를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 분산보정기법의 타당성을 확인하였다.

보 전달함수법을 이용한 콘크리트 구조물의 동특성 측정 (Measurement of Dynamic Properties of Concrete Structures Using Beam Transfer Function Methods)

  • 김승준;유승엽;정영;전진용;박준홍
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.950-953
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    • 2006
  • The floor impact noise of concrete structures in apartments buildings is affected from the flexural wave propagation characteristics. Accordingly, the measurement of wave propagation characteristics is required for suggestion of efficient method to reduce the impact noise. The purpose of this article is to propose an experimental technique to measure dynamic properties of concrete structures. The method was proposed using the flexural wave propagation characteristics. Wave speeds, bending stiffness and their loss factors are estimated from which the vibration dissipation capabilities are investigated. Several different concrete beam structures were custom-built for measurement. The damping treatments using viscoelastic materials for reducing noise generation are also tested. The beam transfer function of the damped beam is predicted using the compressional damping model from which the mechanism of the vibration energy dissipation is investigated.

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탄성파를 이용한 유한 원통셸의 강제진동 해석 (Wave Interpretation of Forced Vibration of Finite Cylindrical Shells)

  • 길현권
    • 한국음향학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.83-89
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    • 1999
  • 본 논문에서는 유한 원통셸의 강제진동을 탄성파를 이용하여 해석하였다. 원통셸의 강제 진동장을 나타내기 위하여 변위벡터를 이용하였으며, 진동장을 여러 특성과 방향을 갖고 전파하는 탄성파들에 의한 영향의 합으로써 나타내었다. 또한 양 끝단에서 파동의 반사 현상을 고려하는 반사행렬을 이용하였다. 그리고 본 해석 방법을 통하여 반사행렬을 쉽게 구할 수 있기 때문에, 원통셸 양 끝단에서 탄성파들간의 파동변환을 용이하게 예측할 수 있도록 하였다. 이러한 해석 방법을 이용하여 자유단을 갖고 점가진력에 의해 강제 진동하는 유한 원통셸의 진동장에 대한 수치 계산을 수행하였다. 또한 진동장을 이루는 탄성파들의 기여도와 특성, 그리고 원통셸 끝단에서 탄성파들간의 파동변환을 분석함으로써 본 해석 기법의 유용성을 보였다.

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경사 해빈에서 지진해일 처오름에 관한 수치적 고찰 (On numerical analysis for tsunami run-up on slope beach)

  • 이우동;김태윤;황태건;고찬현
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.83-83
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    • 2022
  • 여러 분야의 연구자들이 지진해일의 위험에 대한 경각심을 가지고, 지진해일의 발생, 전파 그리고 수리현상을 해석하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 해안지역에서 직접적인 피해를 입히는 지진해일의 충격파, 처오름, 월파, 침수 등에 관한 연구에 유사한 파형 특성을 가진 고립파를 많이 사용한다. 고립파는 비선형성과 분산이 균형을 이루는 가정에서 Korteweg-de Vries(KdV) 방정식을 만족하는 안정적인 이론파이다. 고립파의 파형분포는 수심에 의해 결정되고, 일정 수심 이상에서는 지진해일을 대신해 사용할 수 있다. 그러나 수심이 낮은 천해에서는 주기와 파장이 비현실적으로 짧아짐으로 지진해일을 대신하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 지진해일의 처오름 특성을 분석하기 위한 1:20 불투과성 경사면이 포함된 수치파동수조를 구성한다. 먼저, 일본 NOWPHAS(Nationwide Ocean Wave information network for Ports and HArbourS)의 관측자료를 이용하여 2011 동일본 지진해일과 고립파의 파형분포를 비교한다. 그리고 다양한 파형의 지진해일 생성할 수 있게 개발된 조파방법을 수치파동수조에 도입하여 수치해석을 수행한다. 수치해석결과, 지진해일의 처오름 높이가 고립파에 비해 최대 1.8배, 최소 1.13배, 평균 1.56배 증가한다.

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충격반향기법의 신뢰성 향상을 위한 탄성파 파동전파 특성의 연구 (Investigation of the Stress-Wave Propagation In Improve the Reliability of the Impact-Echo Method)

  • 조미라
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.266-274
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    • 2002
  • 콘크리트 구조물 또는 조적식 구조물을 비파괴적으로 평가하는 충격반향시험은 타 기법과 비교하였을 때, 현장 적용면에서 탁월하게 우수하며, 그 신뢰성도 매우 높게 평가되고 있다 그러나 경우에 따라서 충격반향기법은 낮은 신뢰성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 충격반향기법의 신뢰성을 수치해석에 의해 검토하였다. 유한요소해석 및 이론을 근거로 하는 동강성행렬법을 이용하여 균질한 강성구조 깊이에 따라 증가 또는 감소하는 전단강성구조, 샌드위치형 전단강성구조 등 대표적 유형의 전단강성구조를 가지는 콘크리트 터널벽체에 대해 충격반향실험의 수치 모사를 수행하였다. 이를 바탕으로 충격반향기법의 실험자료 분석 및 해석에 있어서 보다 신뢰성 있는 결과 도출을 위한 제언을 하였다.

″A Study on the Stress and Wave Propagation in Transversely Impacted Composite Laminates″

  • Ahn, Kook-Chan;Kim, Nam-Kyung
    • 한국안전학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.39-45
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    • 1992
  • 강구에 의한 횡방향 저속 충격을 받게 되는 복합재의 충격 응력 및 파동 전파에 관한 이론적 및 실험적 연구가 행하여 진다. 이론적 해석을 위해서는 실험적 접촉 법칙과 연계된 Whitney와 Pagano의 이론에 근거한 판 유한 요소 모델이 사용되며, 실험적 해석을 위해서는 직접적인 충격실험이 수행된다. 이러한 해석을 위한 시험편은 [0/45/0/­45/0]$_{2s}$와 (90/45/90/­45/90)$_{2s}$ 적층 순서를 가지는 유리/에폭시 적층 복합재이며 경계 조건은 clamped-simply support이다. 결과적으로 이러한 두 해석 결과들이 비교 검토되며, 적층 복합재의 충격 응력 및 파동 전파 특성이 규명된다.명된다.

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국부적 불연속을 가진 도파관의 고주파수 대역 파동 반사 및 투과 해석 기법 (A Numerical Method for Wave Reflection and Transmission Due to Local Non-Uniformities in Waveguides at High Frequencies)

  • 유정수
    • 한국음향학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.314-324
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    • 2010
  • 도파관 (waveguide structures)에 지지구조 또는 균열과 같은 국부적 불연속이 존재하는 경우, 도파관을 따라 전파되는 파동은 이러한 국부적 불연속으로 인해 반사가 발생한다. 빔과 같이 단면의 형상이 단순한 도파관에서는 국부적 불연속에 의한 저주파수 대역 반사 및 투과 특성을 스펙트럴요소(spectral element, SE)와 유한요소(finite element, FE)를 연결한 스펙트럴요소/유한요소법 (SE/FE method)으로 해석 할 수 있다. 그러나 도파관의 단면 형상이 복잡하거나 또는 고주파수 대역 해석에서는 빔 이론에 근거한 스펙트럴 요소를 이용하는 것이 부적합하다. 본 논문에서는 고주파수 대역 파동 반사 및 투과 특성 해석을 위해 스펙트럴요소 대신 스펙트럴수퍼요소 (spectral super element, SSE)를 도입하고, 이를 유한요소와 결합시킨 SSE/FE 방법을 제안한다. 이 방법은 도파관 모델링에 스펙트럴 수퍼요소를 이용하므로 레일과 같이 단면의 형상이 복잡한 도파관의 고주파수 대역 해석에 적합하다. 본 논문에서는 SSE/FE 해석에 필요한 반무한 SSE(semi-infinite spectral super element)에 대한 정식화를 먼저 수행하고, 이를 FE로 모델링한 국부적 불연속 구간과 연결하여 SSE/FE 모델을 구성하였다. 이 방법의 적용 예로써 단순 형상의 국부적 결함이 존재하는 철로 레일에 대하여 고주파수 대역 파동반사 및 투과계수를 계산하고 그 결과를 살펴보았다. 또한, 입사된 파워가 보존되어야 한다는 조건을 이용해 SSE/FE 방법의 수치오차를 추정하였다.

Seismic Wave Attenuation에 의한 Wrap-around Noise의 제거 (Wrap-around Noise Removal by Seismic Wave Attenuation)

  • 정성종
    • 한국통신학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.285-291
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    • 1987
  • Seisimic wave가 지하 내부로 전파되어 갈 때 점차적으로 에너지를 상실함으로써 attenuation현상을 일으킨다. Seismic wave의 velocity를 complex number로 표시하여 실수부는 phase velocity, 허수부는 attenuation 상수로 하여 attenuation특성을 수치적으로 modeling하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 주파수와 독립적으로 로그특성으로 감쇄해가는 매질 속에서의 파동의 전파를 modeling한다. 본 연구는 attenuation을 위치함수로 표시하여 순방향 및 역방향 numerical modeling에 응용하여 FFT계산때 발생하는 wrap-arround noise 를 효율적으로 제거함으로써 memory space를 절약하고 computing time을 감소시킬 수 있음을 잘 보여주고 있다.

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