• 한국수자원학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.43-57
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• 2022

유사량 계측 기술의 발달로 초음파 도플러 유속계(ADCP)의 산란도가 부유사 농도와 관계가 있다는 특성을 이용해 부유사의 농도를 짧은 시간 간격으로 계측하여 부유사 관측의 비용과 위험 문제를 극복하고자 하는 노력이 지속되고 있다. 국내에는 자동 유량 관측소에 횡방향 ADCP (H-ADCP)가 설치되어 있어 실시간으로 부유사 농도를 계측하는 기술의 적용이 가능하지만 자동 유량 관측소와 부유사 관측소의 위치가 항상 일치하지는 않아 모든 관측소에서의 모형 개발은 불가한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 H-ADCP가 설치된 유사량 관측소 9개소에 대해 부유사 농도를 계측하는 H-ADCP-SSC 관계식을 개발하고 그 결과의 적용성에 대해 고찰하였다. 그리고 부유사 관측소별로 나타나는 특징에 대해 알아보기 위해 한국 하천의 부유사 관측소 44개소의 유역면적, 부유사와 하상토의 입도분포, 유량-유사량 관계식 등의 유사특성 자료를 이용해 비지도 기계학습 기법인 가우시안 혼합 모형(GMM)으로 군집분석을 수행하였다. 군집화 결과, 유사량 관측소를 공간적으로 구분해낼 수 있었으며, 특히 하천의 본류와 지류의 유사 특징을 구분해낼 수 있었다. 결과적으로, H-ADCP-SSC 관계식과 부유사 관측소의 군집분석 결과를 종합해 H-ADCP-SSC 관계식이 개발되지 않은 자동 유량 관측소에서 관계식을 적용하는 부유사 농도를 실시간으로 계측할 수 있도록 하는 프로토콜을 제안하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권5호
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• pp.535-549
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• 2022

강풍, 폭우 등 이상기후의 대형화와 빈도 증가로 인해 나무가 부러지거나 쓰러지는 훼손이 증가하고 있으나 나무 내부의 공동, 부후 등 구조적 결함은 육안조사로 판별이 어렵기 때문에 예측을 통한 사전대응에 한계가 있다. 비파괴음파단층촬영은 나무에 미치는 물리적 훼손을 최소화하면서 내부결함을 추정하는 방법으로 내부결함 진단에 효율적이나 수종별 정확도에 차이가 발생하기 때문에 현장적용 전 측정결과의 신뢰성 분석이 선행되어야 한다. 이번 연구는 우리나라 대표 수종인 소나무와 은행나무 노거수를 대상으로 음파단층촬영의 신뢰성 검증을 위해 침입성 드릴저항 측정을 교차 적용하여 목재 내부결함을 측정하고 평가결과를 비교하였다. 두 집단 간 결함부 측정 평균값에 대한 t검정 결과 소나무는 통계적으로 유의한 차이가 없는 반면, 은행나무는 유의성에 차이가 있었다. 선형회귀분석 결과 두 수종 모두 드릴저항그래프의 결함이 증가할 때 음파단층영상 결함이 증가하는 양의 상관관계를 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-9
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• 2014

하구와 연안은 육지와의 근접성으로 인해 강이나 하천 등에 의한 퇴적물 공급이 외해에 비해 활발하게 이루어지는 지역으로서 때로는 고농도의 부유퇴적물이 조성되기도 한다. 부유퇴적물은 외부 작용으로부터 쉽게 환경이 변하는 특성을 가지기 때문에 부유물층 탐지 및 연구를 위해 주로 음향 장비를 이용하지만 고농도 부유물 환경에서는 음파감쇠가 심하고, 이로 인해 음파의 이동 거리가 크게 감소한다. 따라서 부유물 환경에 대한 연구를 하기 위해서는 부유물 환경 특성과 주파수 변화에 따른 감쇠계수 특성을 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 간이수조 내에서 고령토 가루를 이용하여 다양한 농도의 부유물을 조성한 후, 초음파 대역 (3.5, 5, 7.5 MHz)에 대한 감쇠계수를 측정하였으며, 감쇠계수 모델과 비교하였다. 감쇠계수 모델의 입력인자인 부유물의 평균입자 크기를 다양하게 변화시키며 실측값과 비교한 결과 평균 입자크기 (D50)을 기준으로 약 ${\pm}20%$ 범위 내에서 비교적 일치하였다. 이러한 오차 발생 원인은 부유물은 다양한 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 음파 감쇠는 특정주파수에 우세한 영향을 미치는 크기의 입자분포에 영향을 받기 때문으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-13
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• 2013

일반적으로 해양에서는 염분이 크게 변하지 않기 때문에 염분변화로 인한 음속변화는 무시할 수 있다. 그러나 제주 서부 해역에서는 매년 여름 저염분수의 영향으로 염분이 낮아지는 현상이 발생하여 표층 음속의 변화가 발생한다. 해양자료센터의 자료를 이용하여 제주 서부해역 세 정점에서의 30년(1980~2009) 자료 중 28 psu 이하의 저염분수가 발생한 해와 그렇지 않은 해의 수직분포를 각각 평균하여 음속분포를 구한 후에 수온과 염분에 의한 음속 변화를 분석하였다. 그 결과 저염분수 환경에서 염분에 의한 음속 변화는 표층에서 -5.36 m/s, 수심 10 m에서 -1.35 m/s 인 것으로 나타났다. 또한 표층 음속 감소로 인해 수심 약 5 m까지의 음속 수직 분포가 양(+)의 기울기를 갖게 되어 표층 염분채널이 형성되었으며 벨홉(Bellhop)모델을 이용한 음파전달 모의실험을 통해 이를 확인하였다. 30년간 표층채널 발생 동향을 분석한 결과 혼합층에서 압력에 의해 발생하는 정수채널은 9회, 저염분에 의해 발생하는 염분 채널은 5회로 나타났으며 염분 채널이 발생한 경우는 정수 채널에 비해 음선 임계각이 크게 나타나는 것으로 확인되었다. 또한 2010년 8월 1일 제주 서부해역에 발생하였던 저염분수의 공간적 분포를 측정한 자료에서도 일부 정점에서 염분채널이 형성되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권1호
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• pp.111-120
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• 2017

본 논문에서는 해저 퇴적물 분류를 위한 특징 추출 기법을 제안하고 검증한다. 기존 연구에서는 주파수의 영향이 없는 반사계수를 이용하여 퇴적물을 분류해 왔다. 그러나 해저 퇴적물의 음향 감쇠계수는 주파수의 함수이며 퇴적 성분에 따라 서로 다른 특성을 나타낸다. 따라서 주파수에 따른 감쇠계수 변화량을 이용하여 특징벡터를 생성하였다. 감쇠계수 변화량은 Chirp 신호에 의해 생성된 두 번째 층 반사신호를 이용하여 추정한다. Chirp 신호의 다중대역 특징이 다차원 벡터를 형성하기 때문에 기존의 방법에 비해 우수한 특성을 갖는다. 반사계수에 의한 분류 성능과 비교하기 위해 선형 판별 분석법 (LDA, Linear Discriminant Analysis)를 이용하여 차원을 축소하였다. Biot 모델을 이용하여 모의실험 환경을 구축하고 Fisher score와 MLD(Maximum Likelihood Decision)를 기반의 분류 정확도를 이용해 제안된 특징을 평가하였다. 그 결과, 제안된 특징은 반사계수에 비해 높은 변별력을 보이며, 측정 및 깊이 추정오차에도 강인한 특성을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제19권7호
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• pp.66-76
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• 2000

스피커의 음질에 대한 재생 성능을 판단하기 위하여 개발 및 최종 평가 단계에서 수행되는 청음실험은 시간과 경제적 문제뿐만 아니라, 평가자의 평가 능력에 따른 재현성 및 신뢰성에 많은 문제를 나타낸다. 이와 같은 이유로 스피커의 성능은 주관적 평가치 뿐만 아니라 객관적인 지표로서도 나타내는 시도가 함께 이루어져야 한다. 이를 위한 시도의 하나로서, 본 연구에서는 청음실험 및 통계 처리를 실행하여 얻은 주관적 평가 결과와 스피커 재생음에 대한 음질인자 해석을 통하여 얻은 객관적 측정 사이의 관계를 밝히고자 한다. 청음실험 결과는 분산분석법 및 Tukey의 방법을 이용한 네 단계의 통계 처리를 통하여 주관적 평가 결과를 얻고, 객관적 평가를 위해서는 라우드니스 측정을 기본으로 한 충실도 평가치 (Fidelity Rating)와 부드러움 평가치 (Softness Rating)를 제안한 후, 두 평가 결과의 상관도를 계산함으로써 타당성을 검증하였다. 본 연구에서의 방법론을 이용하면, 개발품 및 완성품의 스피커 음질 평가에 있어서, 시간이 많이 들고 비싼 주관 평가 작업이 없이도 통계적으로 안정되게 예측 평가할 수 있다고 본다.

• 한국음향학회지
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• 제16권5호
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• pp.76-82
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• 1997

본 논문은 음원의 절대위치를 정확하게 추정할 수 있는 음향홀로그래픽법에 관하여 계산기상의 시뮬레이션 및 측정시스템을 이용한 실험과결과에 대하여 서술한다. 이 연구에서는 원거리 음장을 만족하도록 측정면을 설정하여 7개의 마이크로폰을 직선으로 배열한다. 음원의 측정은 음원면에 근접한 위치에 한 개의 기준 마이크로폰을 설치하고 측정면의 마이크로폰들을 등간격으로 스캐닝하면서 각지점의 음을 동시 기록한다. 수음한 기준음과 측정음간의 크로스 스펙트럼 알고리즘에 의하여 음원의 절대위치를 측정한다. 그리고 각 마이크로폰의 위상차는 기준 마이크로폰을 대상으로 위상보상 하였으며, 측정시의 시간지연은 제 1열 측정시점을 기준으로 시간보상을 행하였다. 측정면에 설정한 마이크로폰들의 최적 간격은 수치 시뮬레이션에 의하여 정한다. 음원신호는 정현파를 이용하고 S/N비를 30dB의 조건하에서 각각 실험을 행하였다. 시뮬레이션과 실험에서 결정한 최적 마이크로폰 간격은 2KHz인 정현파 음원을 기준으로 하여 공간상의 나이키스트 조건을 만족하도록 설정하였다. 무향실에서 측정한 실험결고, 500Hz 와 1KHz의 신호원에 대한 음원이 2KHz인 경우의 추정된 3차원 홀로그램의 주극폭이 각각 87%와 30%씩 감소하였고, 그 결과 수치 시뮬레이션의 타당성을 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서 제안하는 3차원 음향 홀로그래픽법을 이용한 음원위치 추정에 관한 연구의 유용성을 검증하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제29권1호
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• pp.107-114
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• 1996

우리나라 연안에 분포되어 있는 주요 어업대상어종의 자원량을 측정하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 남해동부연안에 분포하는 멸치어군을 대상으로 Split beam 어군탐지기를 이용하여 in situ TS를 측정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 조사에서 어획물의 $95\%$가 멸치였으며, 그 체장빈도 분포는 체장범위 $13.6\~15.4cm$, 평균체장 14.4cm이었고, 체중빈도 분포는 체중범위 $16\~28g$ 평균체중 21.9 g이었다. 2. 멸치의 반사강도는 수심 $10\~30m$ 에서 $-40.7\~-69.2dB,\;30\~50m$, 수층에서 $-42.2\~-67.7dB,\;10\~50m$ 수층에서 $-42.2\~-67.7dB$의 범위였고, 그 빈도분포에는 2개의 mode가 명확하게 분리되어 나타났다. 3. 멸치의 평균반사강도는 -49.7 dB/fish 및 -33.1 dB/kg 이었으며, $90\%$ 신뢰구간은 1 dB 이하였다. 또한, 멸치의 반사강도 (TS)와 체장 (cm)과의 관계는 다음과 같았다. TS=20 log L-72.9.

• 수산해양기술연구
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• 제20권1호
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• pp.11-16
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• 1984

어군량의 추정에 필요한 활어체의 후방산란단면적을 실험수조 내에서 40KHz와 170KHz의 음파로써 담수어인 메기.잉어.틸라피아, 해수어인 볼낚.농어.숭어.용치놀래기 등에 대해 측면(side aspect)에서 각각 75~216회 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 전장(total length)이 10.7~24.0cm인 어체들의 후방산란단면적은 5.62$\times$10 상(-5) m 상(2) ~7.23$\times$10 상(-4) m 상(2)였으며, 그 표적강도는 -42.50dB~-31.38dB이었다. 2. 어체의 크기와 표적강도의 일반적인 관계는 어종과 주파수에 따라 다르나, 대체로 큰 어체일수록 잘 반사하는 경향을 나타내었다. 3. 활어에 대한 유효산란길이의 확률분포와 Rayleigh 분포화의 적합도를 유의수준 5%에서 x 상(2) 검정한 결과, 파장에 대한 어체의 길이의 비(acoustic length ratio)가 4.5 및 4.7처럼 적을 때에는 Rayleigh 분포를 이루지 않는다는 것을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권3호
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• pp.203-210
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• 2007

자연전위 측정에 의한 산사태나 사면 안정성 모니터링의 기본 연구로 일축 압축에 의한 암석의 파괴 시 수반되는 미소 전위를 측정하였다. 측정시스템은 24 bit의 분해능을 가지며 동시에 8채널 측정이 가능한 A/D 변환기와 일축 압축 시험기, 일축 압축 시 암석의 변형률 측정 장치, 4조의 전위 전극으로 구성된다. 구축된 시스템을 이용하여 화강암, 석회암, 사암의 암석시료와 균질한 시료 상태에서 미소 전위 발생을 모니터링하기 위해 제작한 모르타르 시료에 대하여 실험하였다. 포화된 암석 시료에서는 압력이 가해짐에 따라 모든 시료에서 미소 전위의 발생이 관측되었으며, 하중이 증가함에 따라 발생되는 전위의 세기가 증가하는 것을 확인하였다. 발생 전위의 세기는 사암, 석회암, 화강암의 순으로 크게 나타났는데, 이는 공극률과 비례관계가 있음을 알 수 있었고, 전기동역학적인 관점에서 발생 메커니즘을 설명할 수 있다. 반면, 건조 시료에서는 사암에서만 전위 발생이 관측되었는데 이는 사암에 석영 함량이 많아 발생한 압전 전위에 의한 것으로 이론을 통해 알 수 있었다. 시료에 부착된 4조의 전위전극에서의 측정된 전위세기를 비교한 결과 파괴면에 인접한 전극에서의 전위세기가 다른 전극에 비해 크게 나타나는 것을 확인했다. 이는 다채널 SP 모니터링을 통해 산사태나 사면 붕괴 지점을 미리 예측할 수 있는 긍정적인 결과로서 향후 음향방사(acoustic emission)와 동시에 측정하여 정확한 파괴면과 미소 전위세기와의 정량적 상관관계를 규명할 예정이다.