• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.5-12
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• 2008

Biot는 균질하며 등방성인 포화된 물질에서의 혼합체 연동이론(coupled theory mixtures)을 이용하여 탄성파 전파의 진동수 의존성에 관한 이론을 제시하였다. Biot의 이론에 의하면 포화된 지반을 전파하는 탄성파의 진동수는 지반의 투수계수에 관한 정보를 가지고 있음을 보여주고 있다. 지반의 투수계수 산정에 사용되는 특정 진동수는 '특성 진동수 (characteristic frequency)'라 불리며, 특성 진동수는 진동수의 연속변화를 통한 I/Q(inverse quality factor)와 진동수의 관계도에 의하여 구할 수 있으며, 지반의 투수계수는 Biot의 식을 이용하여 산정할 수 있다. 본 연구에서는 시험상자 (test box)를 이용한 실내 시험을 미시시피 주립대학에서 수행함으로써 특성 진동수를 측정하였으며, 또 이를 이용하여 투수계수를 계산하였다. 모르타르 모래 시료에 대하여 시험한 결과 특성 진동수는 3500Hz에서 나타났으며 이를 Biot 식을 이용하여 시료의 투수계수를 산정한 결과 투수계수는 2.01 $10^{-4}m/sec$로 나타났다. 이는 실내 정 수두 투수계수 시험 값인 1.49 $10^{-4}m/sec$ 와 비교했을 때 다소 크게 나타났다 그러나 이 차이는 투수계수의 통상적인 오차범위를 고려할 때 매우 합리적인 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구는 음파를 이용하여 보다 쉽고 빠른게 지반의 투수계수를 산정할 수 있는 가능성이 있음을 보여 주었다. 본 논문에서는 특별히 고안된 장치를 통하여 시료의 특성 진동수를 실험적으로 결정하는 세부적인 방법과 그 이론적인 배경을 기술하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.237-240
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• 2000

본 연구에서는 한국 동해 대륙붕 해역에서의 주요 해양현상인 수직 수온구조의 단기변동, 수온전선, 그리고 내부파의 변동을 분석하고 이들 변화에 따른 음파의 음장변화를 고찰하였다. 한국 동해항 근해에서 수온의 수직적 변화는 계절적인 변화 이외에 약 2주간의 짧은 기간에도 매우 극적인 변화가 존재함이 실측자료를 통해 밝혀졌다. 1999년 관측된 CTD 자료를 바탕으로 음장 변화를 살펴본 결과 주파수 1kHz, 음원수심 $30{\cal}m$ 인 경우 수신기 수심에 따라 최소 3dB, 최대 10dB까지 차이를 가져올 수 있음을 알 수 있었다. 한국 동해에서 연안과 외해 사이에는 수온전선이 매우 자주 발달하며 여름에 가장 강한 것으로 알려져 있다. 동해항 근해에는 대표적인 수괴인 대마난류수와 북한한류수가 공존하며 이들의 상대적인 세력 변화 때문에 수은(음속)이 거리에 따라 급격하게 변하는 수온전선이 발달할 수 있다. 저주파수 대역 (200Hz)에 대한 간단한 시뮬레이션 결과는 수온전선이 정상적인 분포에 비해서 거리에 따라 7dB 정도의 큰 전파손실을 초래할 수 있음을 보인다. 한국 동해 연안에도 내부파가 존재한다는 사실이 최근 3년간의 연구 결과 밝혀졌다. 내부파는 외해에서 발생하여 대륙단을 거쳐 대륙붕으로 진행해 오면서 내부파 군 (Packets)으로 분산된다. 수직적 변화가 전체 수층의 $14\%$를 차지하는 간단한 형태의 내부파를 가정하여 음장변화를 시물레이션 한 결과 주파수 1 kHz, 음원수심 $20{\cal}m$인 경우 내부파는 수렴구역 형성을 현저하게 방해하여 최대 5dB까지의 차이를 유발하였다. 추후 이에 대한 연구는 내부파 전체의 시,공간적 분포 특성이 구체적으로 규명되면 보다 정확한 음장변화 추정이 이뤄져야 할 것으로 보인다. 또한 내부파와 음파의 상대적인 진행 방향에 따라 음장변화가 크게 다를 것이 예상되므로 이를 규명하기 위해서는 궁극적으로 3차원적인 음장분포 연구가 필요하다. 음향센서를 해저면에 매설할 경우 수충의 수온변화와 센서 주변의 수온변화 사이에는 어느 정도의 시간지연이 존재하게 되므로 이에 대한 영향을 규명하는 것도 센서의 성능예측을 위해서 필요하리라 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권2호
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• pp.180-185
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• 2004

비금속 및 금속 재료에 존재하는 미소균열 검출에는 펄스에코법으로 고주파수 집속형 수직 탐촉자를 사용하거나 표면파를 사용한 사각 탐상법을 주로 사용한다. 이러한 방법은 압연 롤, 세라믹 롤 등 대형 구조물의 표면에 존재하는 미소 균열의 존재 여부, 위치 및 깊이 측정을 위한 자동화 초음파 탐상장치를 개발하는 다량의 검사 데이터, 결함 위치정보의 불확실성 등 현실적으로 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 대구경 초음파 탐촉자를 사용하여 초음파 회절현상을 발생시킴으로써, 미세 균열의 존재 여부 및 위치 등의 검사결과를 실시간 A, B, C-Scan으로 표시할 수 있었다. 또한 기존의 방법보다 정량적으로 표면 균열의 깊이를 정확하게 측정 가능한 방법을 제시하였다. 초음파의 회절현상을 이용함으로서 기존의 방법보다 검사 속도 및 시간이 10배 이상으로 향상되고 균열의 깊이를 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 실험적으로 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권5호
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• pp.418-427
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• 2009

As many people are westernizing their life style and food consumption habits, a number of patients who have malignant tumors which grow very rapidly and hazardously destroy the human body are increasing. Ultrasonic hyperthermia is not only one of the tumor treatment methods which employs the non-radioactive ultrasonic waves to increase the temperature at the tumor region up to $40\sim45^{\circ}C$ to destroy and suppress tumor cells but also has been proved by many studies. Due to the rapid development of High Intensity Focused Ultrasound(HIFU), the ultrasound hyperthemia extensively boosts its applications in clinical field. For those reasons, Computed simulation factor should be needed before inspection to patients. To prove efficiency of ultrasonic hyperthermia, precise acoustic field measurement considering tissue characteristics and a heating experiment with tissue mimicking material phantom were conducted for effectiveness of simulation program. Finally, in this study, the computer simulation program verified the anticipated temperature effects induced by ultrasound hyperthermia. In the near future, it is hoped that this simulation program could be utilized to improve the efficiency of ultrasound hyperthermia.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.518-525
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• 2016

This paper presents the characteristics of non-fundamental multi-mode combustion instability and the effects of high-harmonic components on the Rayleigh criterion. Phenomenological observations of multi-harmonic-mode dynamic pressure waves regarding the intensity of harmonic components and the source of wave distortion have been explained by introducing examples of second- and third-order harmonics at various amplitudes. The amplitude and order of the harmonic components distorted the wave shapes, including the peak and the amplitude, of the dynamic pressure and heat release, and consequently the temporal Rayleigh index and its integrals. A cause-and-effect analysis was used to identify the root causes of the phase delay and the amplification of the Rayleigh index. From this analysis, the skewness of the dynamic pressure turned out to be a major source in determining whether multi-mode instability is driving or damping, as well as in optimizing the combustor design, such as the mixing length and the combustor length, to avoid unstable regions. The results can be used to minimize errors in predicting combustion instability in cases of high multi-mode combustion instability. In the future, the amount of research and the number of applications will increase because new fuels, such as fast-burning syngases, are prone to generating multi-mode instabilities.

• 한국음향학회지
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• 제34권3호
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• pp.184-191
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• 2015

본 논문에서는 천해의 거리 독립환경에서 저주파수 대역의 잔향음 준위를 계산하는 정상모드 잔향음 모델 개발을 제안하였다. 정상모드를 이용하여 음원에서 산란체, 산란체에서 수신기까지의 음파 전달을 계산하였다. 산란 면적에서 상하로 전달되는 음파는 각 모드를 이용하여 고려하였다. 산란함수는 기존에 제시된 해저면 조건을 고려한 람베르트 공식(Lambert's law)과 반사각 부근에서는 Kirchhoff 근사법에 의한 가우시안 형태를 조합하였다. 제안 모델을 검증하기 위해 미국 ONR(Office of Naval Research)이 지원한 제 I회 잔향음 모델링 워크샵(Reverberation Modeling Workshop I, RMW I)의 XI, XV번 문제를 기준으로 상대비교를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권5호
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• pp.497-503
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• 2016

머플러의 확장방 내부에 격벽을 최적으로 배치하기 위한 음향 위상 최적화 문제를 정식화 한다. 목표 주파수에서 삽입 손실의 하한 값을 제한하며, 격벽의 부피를 목적 함수로 선정하여 최소화한다. 기존 연구에서는 투과 손실이나 덕트 내부에서 계산된 삽입 손실을 머플러의 소음 저감 특성으로 사용하였으나, 본 연구에서는 덕트 외부에서 계산된 삽입 손실을 사용한다. 음향 해석을 위해 유한 요소 모델이 사용되고, 각 유한 요소에 입사된 음파의 투과 정도는 "0"과 "1" 사이에서 연속적으로 변화하는 설계변수의 함수에 의해 결정된다. 입사파를 모두 반사시키는 강체들이 격벽을 형성한다. 목적 주파수와 허용하는 삽입손실 값에 따른 최적 위상을 비교한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권4호
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• pp.270-277
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• 1997

소성이방성은 판재의 가공성을 결정하는 중요한 인자로써 주로 기계적인 인장시험에 의해 측정되고 평가되어 왔다. 압연 방향에 대하여 상대적인 방향으로 진행하는 초음파의 속도로부터 집합조직의 결정분포함수를 구할 수 있으며, 결정분포함수의 계수인 결정방위계수는 소성이방성의 평균값들과 상관 관계를 갖는다. 본 실험에서는 초음파 속도로 구한 결정방위계수와 압연강판의 소성이방성을 비교하여 서로의 상관 관계를 구하였으며, 측정결과 average normal anisotropy, $\bar{\gamma}$는 ${\pm}0.082$, average planar anisotropy, ${\Delta}r$는 ${\pm}0.096$의 편차 내에서 예측 가능하였다. 초음파 속도 측정에는 공진주파수측정법이 적용되었고, 초음파의 송수신에는 EMAT가 이용되었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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• pp.340-343
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• 2008

The Soya Warm Current (SWC) is a coastal boundary current, which flows along the coast of Hokkaido in the Sea of Okhotsk. Seasonal and subinertial variations in the SWC are investigated using data obtained by high-frequency (HF) ocean radars, coastal tide gauges, and a bottom-mounted acoustic Doppler current profiler (ADCP). The HF radars clearly capture the seasonal variations in the surface current fields of the SWC. The velocity of the SWC reaches its maximum, approximately 1 m/s, in the summer, and becomes weaker in the winter. The velocity core is located 20 to 30 km from the coast, and its width is approximately 50 km. The almost same seasonal cycle was repeated in the period from August 2003 to March 2007. In addition to the annual variation, the SWC exhibits subinertial variations with a period from 10-15 days. The surface transport by the SWC shows a significant correlation with the sea level difference between the Sea of Japan and Sea of Okhotsk for both of the seasonal and subinertial variations, indicating that the SWC is driven by the sea level difference between the two seas. Generation mechanism of the subinertial variation is discussed using wind data from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) analyses. The subinertial variations in the SWC are significantly correlated with the meridional wind component over the region. The subinertial variations in the sea level difference and surface current delay from the meridional wind variations for one or two days. Continental shelf waves triggered by the meridional wind on the east coast of Sakhalin and west coast of Hokkaido are considered to be a possible generation mechanism for the subinertial variations in the SWC.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2006년도 PARALLEL CFD 2006
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• pp.311-314
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• 2006

The supersonic flow around tandem cavities was investigated by three- dimensional numerical simulations using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equation with the $\kappa-\omega$ thrbulence model. The flow around a cavity is characterized as unsteady flow because of the formation and dissipation of vortices due to the interaction between the freestream shear layer and cavity internal flow, the generation of shock and expansion waves, and the acoustic effect transmitted from wake flow to upstream. The upwind TVD scheme based on the flux vector split using van Leer's limiter was used as the numerical method. Numerical calculations were performed by the parallel processing with time discretizations carried out by the 4th-order Runge-Kutta method. The aspect ratio of cavities are 3 for the first cavity and 1 for the second cavity. The ratio of cavity interval to depth is 1. The ratio of cavity width to depth is 1 in the case of three dimensional flow. The Mach number and the Reynolds number were 1.5 and $4.5{\times}10^5$, respectively. The characteristics of the dominant frequency between two-dimensional and three-dimensional flows were compared, and the characteristics of the second cavity flow due to the fire cavity flow cavity flow was analyzed. Both two dimensional and three dimensional flow oscillations were in the 'shear layer mode', which is based on the feedback mechanism of Rossiter's formula. However, three dimensional flow was much less turbulent than two dimensional flow, depending on whether it could inflow and outflow laterally. The dominant frequencies of the two dimensional flow and three dimensional flows coincided with Rossiter's 2nd mode frequency. The another dominant frequency of the three dimensional flow corresponded to Rossiter's 1st mode frequency.