• 제목/요약/키워드: Acoustic Waves

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엔트로피 모드에 의한 비선형 불안정 파동 (Nonlinearly Unstable Waves Dominated by Entropy Mode)

  • 윤웅섭
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.99-109
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    • 1999
  • 자동차, 항공기 혹은 로켓엔진 유동장의 불안정 파동은 음향모드와 와류모드 및 엔트로피 모드에 의해 복합적으로 발생한다. 본 연구에서는 이들 모드를 모두 포함하는 불안정 해석이론을 바탕으로 고체추진 로켓엔진 연소실의 내부유동을 대상으로 불안정 파동 증폭요인에 의한 영향을 고찰하였다. 연구결과 불안정 에너지 증폭계수의 증가에 따라 에너지 증폭율 관련변수들이 증가하며 에너지 증폭율 관련변수들은 층류보다 난류에서 더 크게 나타났다. 또한 고온의 측면-연소 로켓의 불안정 파동은 엔트로피 모드에 의해 지배되며 와류모드에 다소간 영향을 받고 음향모드에는 거의 영향을 받지 않았다.

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황해 중동부해역에서 CTD와 음향탐지기로 관측한 내부파와 표층 혼합 (Internal Waves and Surface Mixing Observed by CTD and Echo Sounder in the mid-eastern Yellow Sea)

  • 이상호;최병주;정우진
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권1호
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    • pp.1-12
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    • 2013
  • 황해 중동부 해역에서 2012년 9월에 동서방향으로 설정된 단면과 금강 하구 외측 저염수 지역의 정박지점에서 음향탐지기를 이용하여 음향 후방산란 구조(acoustic backscatter profile)를 측정하였으며 CTD로 물성구조도 관측하였다. 수심 50 m 부근 해역에 발달한 해저사주 주변에서 조석전선이 형성되었다. 이 사주의 동쪽에서 저조 때 음향탐지기로 관측된 내부파는 파고가 약 15 m, 평균파장이 500 m정도이며, 파형이 비선형 오목형 파(depression wave)였다. 이 내부파는 남동쪽으로 흐르는 조류가 사주를 지나면서 만든 조석내부파로 해석되었다. 약한 비선형성 단독 내부파 이론을 적용하였을 때 오목형 내부파들의 전파속도는 약 50 cm/s 정도이고, 주기는 16~18분 정도로 계산되었다. 강한 음향 산란층이 국지적으로 7 m 정도 상승된 지역의 해면에서 Dinoflagelates Cochlodinium에 의한 적조가 관찰되었다. 금강하구 외측 정박지점에서 한 시간간격으로 관측한 물성구조는 해륙풍과 조류에 따른 염분약층 깊이 변동을 보여 주었다. 창조류가 북동쪽으로 강하게 흐르고 육풍이 서쪽으로 7 m/s 이상 불었을 때에는 염분약층이 일시적으로 상승하였고, 음향구조 영상은 해면 하 약 5 m까지 복잡한 구조를 보였는데 포획과 관입 형태를 갖는 강하고 약한 산란신호의 기울어진 음향구조가 수 십초 간격으로 교대로 나타났다. 표면 혼합층에서의 이러한 음향구조는 황해 중동부 연안역에서는 처음으로 관측되었다. 음향 후방산란 영상과 탁도 자료는 창조류와 육풍에 의한 표층 취송류가 만드는 수직적인 유속차(shear)에 의해 맑은 하층수가 탁한 상층으로 관입 혹은 포획된 것임을 제시한다.

Computation of Aeolian Tones from Twin-Cylinders Using Immersed Surface Dipole Sources

  • Cheong, Cheol-Ung;Ryu, Je-Wook;Lee, Soo-Gab
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권12호
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    • pp.2292-2314
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    • 2006
  • Efficient numerical method is developed for the prediction of aerodynamic noise generation and propagation in low Mach number flows such as aeolian tone noise. The proposed numerical method is based on acoustic/viscous splitting techniques of which acoustic solvers use simplified linearised Euler equations, full linearised Euler equations and nonlinear perturbation equations as acoustic governing equations. All of acoustic equations are forced with immersed surface dipole model which is developed for the efficient computation of aerodynamic noise generation and propagation in low Mach number flows in which dipole source, originating from unsteady pressure fluctuation on a solid surface, is known to be more efficient than quadrupole sources. Multi-scale overset grid technique is also utilized to resolve the complex geometries. Initially, aeolian tone from single cylinder is considered to examine the effects that the immersed surface dipole models combined with the different acoustic governing equations have on the overall accuracy of the method. Then, the current numerical method is applied to the simulation of the aeolian tones from twin cylinders aligned perpendicularly to the mean flow and separated 3 diameters between their centers. In this configuration, symmetric vortices are shed from twin cylinders, which leads to the anti-phase of the lift dipoles and the in-phase of the drag dipoles. Due to these phase differences, the directivity of the fluctuating pressure from the lift dipoles shows the comparable magnitude with that from the drag dipoles at 10 diameters apart from the origin. However, the directivity at 100 diameters shows that the lift-dipole originated noise has larger magnitude than, but still comparable to, that of the drag-dipole one. Comparison of the numerical results with and without mean flow effects on the acoustic wave emphasizes the effects of the sheared background flows around the cylinders on the propagating acoustic waves, which is not generally considered by the classic acoustic analogy methods. Through the comparison of the results using the immersed surface dipole models with those using point sources, it is demonstrated that the current methods can allow for the complex interactions between the acoustic wave and the solid wall and the effects of the mean flow on the acoustic waves.

레이저 여기 표면파의 음향비선형성을 이용한 Al6061 합금의 소성변형 평가 (Assessment of Plastic Deformation in Al6061 Alloy using Acoustic Nonlinearity of Laser-Generated Surface Wave)

  • 김정석;남태형;최성호;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.20-26
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 비접촉식 레이저 여기 표면파의 비선형성 계측을 통하여 소성 변형된 알루미늄 합금의 소성변형을 평가하고자 하는 데 있다. 슬릿마스크와 고출력 펄스 레이저를 통한 선배열 레이저빔을 이용하여 협대역의 표면파를 발생 시켰으며, 표면파의 음향 비선형 특성을 이용하기 위하여 슬릿 마스크의 열림 폭과 간격을 변화시킴으로써 레이저 여기 표면파의 주파수 특성을 제어하였다. 스트로크 제어를 통한 인장시험을 통하여 단계별 인장 소성변형 정도를 달리하는 시험편을 제작하였다. 실험결과 인장 소성 변형율이 커짐에 따라 음향 비선형 파라미터는 증가하였으며, 경도 및 EBSD 측정결과 손상의 정도와 매우 밀접한 관계를 보였다. 결과적으로 본 연구에서의 레이저 여기 표면파의 비선형 평가기법은 알루미늄 합금의 소성변형 평가에 매우 유용할 것으로 판단된다.

소나 돔 음향창 시편 투과손실 측정/분석 방법 고찰 (A Study on the Measurement and Analysis Method for the Acoustic Transmission Loss of the Material for the Acoustic Window of Sonar Dome)

  • 정우진;한승진;김원호;신구균;전재진
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권7호
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    • pp.729-738
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    • 2006
  • Knowledge of acoustic transmission loss of acoustic window material has a great importance for the sonar performance in ship. The purpose of this study was to investigate the measurement and analysis method for the acoustic transmission loss of the acoustic window materials for sonar dome. The measurement and analysis were carried out in water with GRP material. Transmission losses were calculated based on integrated direct and transmitted signals. The experimental setup enabled to vary the angle of incidence. Thus the transmission loss data could be expressed as the function of frequency and angle of rotation. In this paper, diffraction effect of incident angle, size of specimen with test material, transmission analysis method and multiple waves as incident acoustic signal were discussed.

순환 유동층 보일러 관군의 음향공진에 의한 이상소음 발생 및 저감 연구 (A study on the reduction of noise and vibration by acoustic resonance in the tube bank of a circulating fluidized bed combustion boiler)

  • 박응규;송근복;김원현;주원호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.101-106
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    • 2011
  • In the present paper, the phenomena of abnormal noise and vibration due to acoustic resonance of CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) boiler was presented. The acoustic resonance which occurred in the gas path of CFBC boiler system was caused by coincidence of vortex shedding frequency of tube bank and acoustic natural frequency of duct and hopper. And, the phenomena of beating arose from the interference of two closed resonant waves at 66.4Hz and 70.8Hz. There are two control methods for acoustic resonance in this system. The first method is to change the vortex shedding frequency from the structural alterations on the tube bank. And the second method is to change the acoustic natural frequency of the gas path with the installation of anti-noise baffles. The second one which is relatively easy to apply, was adapted in this study. As a result, the noise and vibration level have been decreased by 41dB and 94% at 66.4Hz, respectively. And the improvement of noise and vibration at 70.8Hz was identified by sensory evaluation.

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소나 돔 음향창 시편 투과손실 측정/분석 방법 고찰 (A Study on the Measurement and Analysis Method for the Acoustic Transmission Loss of the Material for the Acoustic Window of Sonar Dome)

  • 정우진;한승진;김원호;신구균;전재진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1183-1189
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    • 2006
  • Knowledge of acoustic transmission loss of acoustic window material has a great Importance for the sonar performance in ship. The purpose of This study was to investigate the measurement and analysis method for me acoustic transmission loss of the acoustic window materials for sonar dome. The measurement and analysis were carried out in water with GRP material. Transmission losses were calculated based on integrated direct and transmitted signals. The experimental setup enabled to vary the angle of incidence. Thus the transmission loss data could be expressed as the function of frequency and angle of rotation. In this paper, diffraction effect of incident angle, size of specimen with test material, transmission analysis method and multiple waves as incident acoustic signal wet-e discussed

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고압방전램프의 음향공명감소를 위한 주파수변조에 관한 연구 (A Study on Frequency-Modulated Methods for Reducing Acoustic Resonance in HID Lamp)

  • 김기중
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제50권12호
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    • pp.622-626
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    • 2001
  • HID(high intensity discharge)lamps are high pressure mercury lamp, high pressure sodium lamp and metalhalide lamp. metalhalide lamp among these lamps has considered to be one of the most effective artificial light sources and this lamp has good efficiency, good color rendition and good focusing capability, But the shortcorning of metalhalide lamp is known as acoustic resonance phenomena in the discharge tube when lighted by electronic ballast and then acoustic resonance cause various problems such as the arc instability, light output fluctuations. In this paper, to reduce the acoustic resonence phenomena, the electronic ballast was designed by three methods for high frequency operation wish frequency-modulated sinusodial waves in acoustic resonance frequency band. These frequency-modulated methods are resonance frequency and resonance frequency, resonance frequency and non-resonance frequency non-resonance frequency and non-resonance frequency Experiment results could't show the Presence of acoustic resonance visually and it proved that the resonance-generating conditions can be avoided by continuously changing the two operating frequencies in acoustic resonance band (20.59kHz∼94.2kHz).

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스마트 능동 레이어 센서 개발 (I): 이론 및 개념 연구 (Development of Smart Active Layer Sensor (I) : Theory and Concept Study)

  • 윤동진;이영섭;권재화;이상일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.465-475
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    • 2004
  • 본 논문은 두 편으로 구성된 스마트 능동 레이어(smart active layer, SAL) 센서 개발에 관한 첫 번째 논문으로, 구조 내에 발생하는 균열 및 손상에 의한 탄성파 검출을 위한 SAL 센서의 이론 및 개념을 연구하였다. 본 SAL 센서의 개발을 위해, 첫째, 탄성파의 기본 이론을 고찰하였고, 둘째, 이론적 토대 위에 단일 압전 disc의 유한요소해석법(finite element analysis, FEA)을 이용하여 탄성파 검출 센서로서의 가능성을 검증하였고, 셋째, 몇 종류의 압전 disc 센서와 상용 음향방출(acoustic emission, AE) 센서를 연필심 파괴시험을 통해 상호 성능을 비교하여 실험적으로 그 가능성을 확인하였다. 또한 수 개의 센서를 일정한 거리로 분포시켜서 구조물 결함의 효과적 검출 및 위치 표정이 가능한 스마트능동레이어 센서의 개념연구를 수행하였다.

표면탄성파를 이용한 액적 내 마이크로입자의 농축 (In-droplet preconcentration of microparticles using surface acoustic waves)

  • 박광석;박진수;정진호;굴람 데스트기르;후스네인 아메드;라힐 아마드;성형진
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.47-52
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    • 2017
  • In droplet-based microfluidic systems, in-droplet preconcentration of a sample is one of the important prerequisites for biochemical or medical analysis. There have been a few studies on preconcentration in a moving droplet, but they are limited to practical applications since 1) their method are time-consuming or 2) they require specific properties such as electric and magnetic properties. In this study, we demonstrated the position control of polystyrene particles of 5 and $10{\mu}m$ in diameter inside a moving water-in-oil droplet using traveling surface acoustic waves. Since the frequencies for effective control of each diameter were found, microparticles with no labels could be utilized. In addition, the proposed method enabled on-demand preconcentration inside a polydimethylsiloxane microchannel. In-droplet preconcentration of microparticles was realized by splitting a mother droplet with manipulated particles at a downstream bifurcation zone. Given these advantages, the proposed system is a promising acoustofluidic lab-on-a-chip platform for preconcentration inside a droplet.