• 한국음향학회지
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• 제36권1호
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• pp.12-22
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• 2017

소나 운용에서 잔향음은 수중 표적 탐지의 제한요소이기 때문에 정확한 예측이 중요하다. 최근에는 단상태소나 연구에서 공간적으로 송수신기의 위치가 다른 양상태 소나에 대한 연구로 확장되고 있는 추세이다. 양상태 잔향음을 모의하기 위해서는 양상태 음파전달, 양상태 산란강도 및 산란단면적 등에서 단상태와 다른 복잡한 계산이 요구된다. 전 세계적으로 양상태 잔향음에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 잔향음을 예측하는데 중요한 요소인 양상태 산란단면적을 정확하게 계산하는 방법에 대한 연구는 미비하다. 본 논문에서는 거리 독립 환경의 양상태 잔향음모의에서 두 원의 교차되는 면적을 응용하는 새로운 산란단면적 계산 방법을 제안한다. 최종적으로 본 논문의 양상태 산란단면적 계산 방법으로 모의된 잔향음 준위는 기존에 제안되었던 방법들의 예측값과 비교되며 2013년 5월에 수행된 해상 실험의 측정값과 비교를 수행하였다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제10권3호
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• pp.339-345
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• 2022

In this paper, the effect of porosity on the acoustic phase velocity of the 3D printed Kelvin closed-cell structure was investigated using the spectral phase analysis. Since Kelvin cells bring about the large amount of scattering, acoustic pulses in ultrasonic measurements undergoes a distortion of waveforms due to the dispersion effect. In order to take account on the dispersion, mathematical expressions for calculating the phase velocity of longitudinal waves propagating normal to the plane of the Kelvin structure are suggested by introducing a complex wave number based on Fourier transform. 3D Kelvin structure composed of identical unit-cells, a polyhedron of 14 faces with 6 quadrilateral and 8 hexagonal faces, was developed and fabricated by 3D CAD and 3D printer to represent the micro-structure of porous materials such as aluminum foam and cancellous bone. Total nine samples of 3D Kelvin structure with different porosity were made by changing the thickness of polyhedron. Ultrasonic pulse of 1MHz center frequency was applied to the Kelvin structures for the measurement of the phase velocity of ultrasound using the TOF(time-of-flight) and the phase spectral method. From the experimental results, it was found that the acoustic phase velocity decreased linearly with the porosity.

• 한국음향학회지
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• 제22권1호
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• pp.78-87
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• 2003

고주파 (126-㎑) 음향 신호를 이용하여 퇴적층의 구성 매질 및 표면 형태에 따른 산란 신호 변화를 측정하였다. 퇴적층은 구성 매질에 따라 사니질 (sandy mud), 사질 (sand), 자갈 (gravel)의 세가지 경우와 이를 혼합한 경우로 하였으며, 표층 연흔 (ripple) 형태에 따라 연흔과 음파 진행방향이 직각을 이루는 경우 및 평행한 경우를 모의하였다. 평면입사각 변화 및 연흔 구성 형태에 따른 후방산란 강도는 평면입사각에 비례하여 증가하였으며, 연흔 형성 방향과 음파 진행 방향이 이루는 각이 작을수록 삼차원적인 측방산란이 강하게 나타났다. 연흔과 음파가 이루는 각이 증가할수록 후방산란은 증가하였으며, 지음향적 요소 외에도 연흔 형성과 방향에 음파 산란이 강하게 의존함을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.534-540
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• 1990

In this paper the characteristics of submicron gate GaAs MESFET's have been studied using a particle model which takes into account the hot-electron transport phenomena, i.e., the velocity overshoot. \ulcornervalley(<000> direction), L valley (<111>direction), X valley (<100>direction) as the GaAs conduction energy band and optical phonon, acoustic phonon, equivalent intervalley, nonequivalent intervalley scattering as the scattering models, have been considered in this simulation. And the GaAs material and the device simulation have been done by determination of the free flight time, scattering mechanism and scattering angle according to Monte-Carlo algorithm which makes use of a particle model. As a result of the particle simulation, firstly the electron distribution, the potential energy distribution and the situation of electron displacement in 0.6 \ulcorner gate length device have been obtained. Secondly, the cutoff frequency, obtained by this method, is k47GHz which is in good agreement with the calculated result of theory. And the current-voltage characteristics curve which takes account of the buffer layer effect has been obtained. Lastly it has been verified that parasitic current at the buffer layer can be analyzed using channel depth modulation.

• 호남수학학술지
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• 제41권2호
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• pp.403-420
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• 2019

The Helmholtz equation represents acoustic or electromagnetic scattering phenomena. The Method of Lines are known to have many advantages in simulation of forward and inverse scattering problems due to the usage of angle rays and Bessel functions. However, the method does not account for the jump phenomena on obstacle boundary and the approximation includes many high order Bessel functions. The high order Bessel functions have extreme blow-up or die-out features in resonance region obstacle boundary. Therefore, in particular, when we consider shape reconstruction problems, the method is suffered from severe instabilities due to the logical confliction and the severe singularities of high order Bessel functions. In this paper, two approximation formulas for the Helmholtz equation are introduced. The formulas are new and powerful. The derivation is based on Method of Lines, Huygen's principle, boundary jump relations, Addition Formula, and the orthogonality of the trigonometric functions. The formulas reduce the approximation dimension significantly so that only lower order Bessel functions are required. They overcome the severe instability near the obstacle boundary and reduce the computational time significantly. The convergence is exponential. The formulas adopt the scattering jump phenomena on the boundary, and separate the boundary information from the measured scattered fields. Thus, the sensitivities of the scattered fields caused by the boundary changes can be analyzed easily. Several numerical experiments are performed. The results show the superiority of the proposed formulas in accuracy, efficiency, and stability.

• 한국수산과학회지
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• 제23권6호
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• pp.451-456
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• 1990

Underwater acoustic navigation and position fixing systems have been extensively used not only in surface position fixing but also in underwater position fixing. Tn recently, application of these systems has been in the field of underwater inspection of offshore platforms, where it is vital to track the position of an unmanned submersible or diver carrying underwater cameras and nondestructive testing equipment. But these systems are included the fixing errors as results of a signal with additive noise, the attenuation of sound and the interference effects due to multipath reflection and forward scattering. In this paper to improve the position fixing by the supershort baseline acoustic position system, a method to apply the Kalman filter to the fix of the system is proposed and the digital simulation under noise condition is conducted. The optimal positions by the Kalman filter are compared with original positions, and it is confirmed that the results of the pro-posed method are evidently more accurate.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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• pp.636-642
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• 1997

Laminar vortex shedding behind a circular cylinder with and without splitter plates attached to the circular cylinder at low Reynolds numbers are simulated by solving the unsteady incompressible Navier-Strokes equations. The Strouhal number, lift and drag rapidly change with the splitter plate. Far-field noise from the vortex shedding behind the cylinder is computed using the Lighthill acoustic analogy and the Curle's solution for the Lighthill equation. The acoustic source functions are obtained from the computed near-field velocity and pressure. Numerical results show that the volume quadrupole noise is small at low Mach numbers, compared with the surface dipole noise. Also the amplitude and frequency of the acoustic density fluctuations are varied with the length of splitter plates. The scattering effects at the edge of a splitter plate are considered by using the half-plane Green's function.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.68-76
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• 2001

유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-103
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• 2013

천해에서 수중음향통신은 해면과 해저의 음향특성에 강한 영향을 받는다. 시변적인 해면 산란과 입사각에 좌우되는 해저손실에 의해 수중통신 시스템의 성능은 영향을 받게 되어 고속의 디지털 통신 성능은 저하된다. 우세한 직접파가 존재하면 통신채널은 Rice 페이딩, 그렇지 않은 경우 Rayleigh 페이딩으로 모델링된다. 그러나 실해역의 실험으로 이러한 통계적인 채널 모델링을 검증하는 것은 어려운 연구주제로 알려져 있다. 해면산란과 해저반사 손실이 수중음향통신에 미치는 영향의 근원적인 이해를 돕기 위하여 저자들은 이들의 영향을 정량화하기 위한 천해 해역에서 실험을 수행하였다. 이진 주파수 천이 변조 방식으로 영상을 전송하여 해면산란과 해저 입사각에 좌우되는 해저반사 영향을 송신기와 수신기간의 거리, 수신기 깊이에 따른 영상의 양호성과 비트 오류율로 평가하였다. 결론적으로 영상의 전송 성능은 채널의 일관성 대역폭을 결정하는 송수신기간의 거리 및 수신기의 깊이에 좌우된다.

• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.282-290
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• 2014

매끈한 물체에 의한 음향산란에 관한 수치해석은 발전해 왔으나 경계면에 위로 부분적으로 드러나 있는 물체에 의한 음향산란에 대한 수치해석은 여전히 드물다. 해저면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 후방산란진폭을 결정함에 있어 경계면에 의한 잔향은 표적의 산란 함수 특성을 변화시킨다. 본 연구는 평탄한 경계면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 후방산란진폭에 대한 수치해석을 제시하기 위하여 모멘트법(Method of Moments)을 채택하였다. 제시된 수치해석은 측정 및 키르히호프 근사법으로 얻은 해석적인 해와 상당한 일치를 보여주었다. 본 연구에서 기술된 수치해석은 해저면에서의 잔향과 표적으로부터의 산란파를 결합시킴으로써 해저면에 부분적으로 파묻힌 어떠한 형상의 표적에 대한 후방산란 문제에도 적용될 수 있다.