• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.43-50
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• 2021

우리나라는 최근 이상기후로 인한 집중호우의 증가로 토사재해의 발생빈도가 급증하고 있다. 특히 산지에서 발생하는 토사가 계곡을 따라 소하천에 유입하여 하천을 퇴적시키고 홍수피해를 가중시키고 있다. 이러한 토사재해의 피해를 예방하기 위해서는 유사량 예측 및 소류사의 정량적인 파악이 중요하다. 본 연구에서는 파이프 하이드로폰을 활용하여 음향센서 기반의 소류사 충돌음을 간접적으로 계측하는 실험을 진행하였으며, 계측된 데이터의 신뢰성을 향상시키기 위해 디노이징 방법을 적용하여 원시신호와 비교 분석하였다. 그 결과 원시신호에 디노이징 방법을 적용했을 경우 노이즈를 보정하여 소류사량 추정을 더욱 명확하게 분석하는 결과를 도출했다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권1호
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• pp.93-105
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• 2022

With the exploitation of natural resources in China, underground resource extraction and underground space development, as well as other engineering activities are increasing, resulting in the creation of many defective rocks. In this paper, uniaxial compression tests were performed on rocks with double holes and fractures at different angles using particle flow code (PFC2D) numerical simulations and laboratory experiments. The failure behavior and mechanical properties of rock samples with holes and fractures at different angles were analyzed. The failure modes of rock with defects at different angles were identified. The fracture propagation and stress evolution characteristics of rock with fractures at different angles were determined. The results reveal that compared to intact rocks, the peak stress, elastic modulus, peak strain, initiation stress, and damage stress of fractured rocks with different fracture angles around holes are lower. As the fracture angle increases, the gap in mechanical properties between the defective rock and the intact rock gradually decreased. In the force chain diagram, the compressive stress concentration range of the combined defect of cracks and holes starts to decrease, and the model is gradually destroyed as the tensile stress range gradually increases. When the peak stress is reached, the acoustic emission energy is highest and the rock undergoes brittle damage. Through a comparative study using laboratory tests, the results of laboratory real rocks and numerical simulation experiments were verified and the macroscopic failure characteristics of the real and simulated rocks were determined to be similar. This study can help us correctly understand the mechanical properties of rocks with defects and provide theoretical guidance for practical rock engineering.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권6호
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• pp.1516-1529
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• 2023

In this paper, a motor gearbox fault-detection system based on a hierarchical flow-based model is proposed. The proposed system is used for the anomaly detection of a motion sound-based actuator module. The proposed flow-based model, which is a generative model, learns by directly modeling a data distribution function. As the objective function is the maximum likelihood value of the input data, the training is stable and simple to use for anomaly detection. The operation sound of a car's side-view mirror motor is converted into a Mel-spectrogram image, consisting of a folding signal and an unfolding signal, and used as training data in this experiment. The proposed system is composed of an encoder and a decoder. The data extracted from the layer of the pretrained feature extractor are used as the decoder input data in the encoder. This information is used in the decoder by performing an interlayer cross-scale convolution operation. The experimental results indicate that the context information of various dimensions extracted from the interlayer hierarchical data improves the defect detection accuracy. This paper is notable because it uses acoustic data and a normalizing flow model to detect outliers based on the features of experimental data.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1103-1108
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• 2023

본 논문에서는 음향신호의 배경잡음을 감쇠하기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 이산 웨이블릿 변환(DWT: Discrete Wavelet Transform) 후 기존의 적응필터를 대신 FNN(: Full-connected Neural Network) 심층학습 알고리즘을 이용하여 잡음감쇠 성능을 개선하였다. 입력신호를 단시간 구간별로 웨이블릿 변환한 다음 1024-1024-512-neuron FNN 딥러닝 모델을 이용하여 잡음이 포함된 단일입력 음성신호로부터 잡음을 제거한다. 이는 시간영역 음성신호를 잡음특성이 잘 표현되도록 시간-주파수영역으로 변환하고 변환 파라미터에 대해 순수 음성신호의 변환 파라미터를 이용한 지도학습을 통하여 잡음환경에서 효과적으로 음성을 예측한다. 본 연구에서 제안한 잡음감쇠시스템의 성능을 검증하기 위하여 Tensorflow와 Keras 라이브러리를 사용한 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 모의실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안한 심층학습 알고리즘을 사용하면 기존의 적응필터를 사용하는 경우보다 30%, STFT(: Short-Time Fourier Transform) 변환을 사용하는 경우보다는 20%의 평균자승오차(MSE: Mean Square Error) 개선효과를 얻을 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.113-118
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• 2024

본 논문에서는 음향신호의 배경잡음을 소거하기 위한 시스템에서 최적의 wavelet을 제안한다. 이 시스템은 기존의 단구간 푸리에변환(STFT: Short Time Fourier Transform) 대신 이산 웨이블릿변환(DWT: Discrete Wavelet Transform)을 수행한 후 심층학습과정을 통하여 잡음소거 성능을 개선하였다. DWT는 다해상도 대역통과필터 기능을 하며 각 레벨에서 모 웨이블릿을 시간 이동시키고 크기를 스케일링한 여러 웨이블릿을 이용하여 변환 파라미터를 구한다. 여기서 음성을 분석하는데 가장 적합한 모(mother) 웨이블릿을 선정하기 위해 여러 웨이블릿에 대한 잡음소거 성능을 실험하였다. 본 연구에서 여러 웨이블릿에 대한 잡음소거시스템의 성능을 검증하기 위하여 Tensorflow와 Keras 라이브러리를 사용한 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 가장 많이 사용되는 4개의 wavelet에 대해 모의실험을 수행하였다. 실험 결과, Haar 또는 Daubechies 웨이블릿을 사용하는 경우가 가장 우수한 잡음소거 성능을 나타냈으며 타 웨이블릿을 사용하는 경우보다 평균자승오차(MSE: Mean Square Error)가 크게 개선되는 것을 볼 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제23권1호
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• pp.8-16
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• 2004

천해환경에서 저주파 광대역신호와 수직선배열을 이용하여, 퇴적층의 지음향인자(층두께, 종파속도, 종파감쇠계수, 밀도)를 역추정하였다. 역산방법은 모델 기반의 역산으로 유전알고리즘 (Genetic Algorithm)을 이용한 일관적 광대역 정합장처리(Coherent Broadband Matched Field Processing)기법을 사용하였다. 저주파 광대역음원으로 사용된 상업용 전구의 내폭신 호는 짧은 시간동안 많은 변화를 포함하는 천이신호이기 때문에, 분석시 시간과 주파수에 따른 창함수의 조절이 요구되는데, 주기신호분석에 주로 사용되는 퓨리에 기반의 분석방법은 이러한 점에서 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 해양도파관에서 근거리 음파전달 시 계측된 시계열신호로부터 다중경로성분을 구분하고 추출하기 위하여 시간-주파수영역에서 창함수의 크기조절이 가능한 웨이블릿 변환을 통한 신호 분석을 수행하였고, 분석된 실측음장과 계산된 복제음장의 연속웨이블릿 계수를 상호상관 시킴으로써 비용함수를 정의하였다. 비용함수의 전역최고점을 찾는 최적화 과정을 통하여 각 퇴적층의 지음향인자들을 역추정하였다. 특히 역산인자의 민감도에 따른 퇴적층별, 인자별, 분리연산을 수행함으로써 최적화과정에서 참값으로의 수렴효율을 높였다. 역산의 결과 실험해역 퇴적물 상층부에는 두께 44.43m, 음속 1549 m/s의 모래-실트-점토질(sand-silt-clay)층이 존재하고, 그 하부에는 12.28m 음속 1993 m/s의 거친모래질(Coarse sand)층의 존재를 추정해 내었다. 또한 역산 결과를 시추자료 및 탄성파 자료와 비교함으로써 본 논문에서 제안한 역산 방법의 유효성을 확인하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제27권1호
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• pp.1-12
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• 1991

적분방식에 의한 어군량추정법을 실험적으로 검증하기 위하여, 실험수조에서 50 kHz와 200 kHz의 주파수를 대상으로 모의어군의 분포밀도와 초음파산란강도의 관계를 검토하고, 또 계량어군탐지기의 정도를 개선하기 위한 문제들에 대하여 고찰을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 어체의 모의표적으로 이용한 steel ball (직영 35mm)의 실측 echo 파형은 이론 echo 파형과 잘 일치하였다. 2. 5 종류의 주파수에 대하여 고등어 (체장 36cm)의 반사주파수특성을 조사한 결과, 측정주파수가 변화함에 따라 어체에 의한 echo 신호의 진폭과 파형이 크게 변동하고 있음을 알 수 있었다. 3. 송수파기의 음속 내에서 5개/m 상(3)와 30개/m 상(3)의 표적 군이 서로 상하로 존재할 때, 상부 표적군의 존재에 의해 하부 표적군의 echo level이 -0.43 dB 감쇠하는, 소위 그늘효과(shadowing effect)가 발생하였다. 4. 동지나해에서 정박 중에 탐지한 고밀도 어군의 echo신호와 그 어군직하의 해저에서 산란된 echo 신호를 상호 연관시켜 분석한 결과, 어군층내에서 발생한 어군감쇠와 다중산란효과가 해저 echo 신호의 변동에 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 5. 정치망의 원통에 인망한 정어리의 단위체적당에 대한 분포밀도가 36마리/m 상(3)였을 때, 해저기녹이 소실되는 어군감쇠현상과, 어군 echo 신호가 해저까지 신장되는 다중산란현상이 동시에 발생하였다. 6. 50kHz와 200kHz의 주파수에서 표적군의 평균체적산란강도(:dB)와 표적의 분포밀도($\rho$:개/m 상(3))의 간에 다음의 회귀직선식을 얻었다. 50kHz : =-46.2+13.7 Log($\rho$). 200kHz : =-43.9+13.4 Log($\rho$). 7. 표적의 분포밀도가 5, 10, 15, 20, 25, 30 개/m 상(3)였을 때, 적분방식에 의한 추정치는 50kHz에서 2.0, 8.1, 9.9, 14.1, 19.2, 26.7 개/m 상(3)이었고, 200kHz에서는 2.0, 8.0, 9.1, 15.0, 20.1, 24.1 개/m 상(3)이었으며, 단위체적당에 분포하는 표적의 수가 많을수록, 그 추정치의 정도가 높아지는 경향을 나타내었다. 또한, 양주파수에서 분포밀도의 추정치는 실제보다 약 30%정도 과소추정되었다.

• Composites Research
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• 제28권1호
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• pp.22-27
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• 2015

복합재의 고강성을 얻기 위하여 매트릭스 및 섬유 각각의 물성도 중요하지만, 매트릭스와 섬유간 계면접착력이 매우 중요하다. 바닷물이 계면을 침투하게 되면 계면물성이 낮아지게 되고, 복합재의 균열이 일어나게 될 것이다. 이번 실험에서, 물리적/계면 시험법과 미세역학 시험법을 이용하여 유리섬유 노화일수에 따른 계면물성 변화를 연구하였다. 유리섬유의 기계적 물성변화는 단섬유 인장시험을 통해 조사했다. 유리섬유의 계면물성 변화는 비파괴 음향방출과 피로시험을 응용한 미세역학 시험을 통해 조사했다. 피로강도의 변화를 통하여 유리섬유와 에폭시간의 상대적인 계면물성을 평가하였다. 실험결과, 염수노화 일수에 따라 유리섬유의 직경이 감소하는 것을 관찰하였고, 미처리의 경우보다 기계적 및 계면 물성 감소를 나타내었다.

• 수산해양기술연구
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• 제8권1호
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• pp.14-22
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• 1972

For the development of acoustic fishing method, the noises of fishes have been recorded and analy/'ed by many scientists. Some specimens of fishes were selected as such Cyprinus carpio, Ctenopharyngodon idellus Carassius carassius, and pagrosol1ms major in this experiment. The noises such as feeding noise, driving away noise, jumping noise and fi llip noise were recorded by the tape recorder, Sony Model 262, through the underwa te r microph I one, Oki ST 6582, and analyzed in frequencies bv octave band analyzer, Rion SA-55, and sound pressure level of source by sound level meter, Rion NA-opNN The supplied feed was placed within 5em apart from the hydrophone. The result of analyzed noises were as follow. Cyprinus carjJio; Feeding noise 250- 500 cps, 92- 99 dB Driving away noise 125-2, 000 eps, 101-112 dB Jumping noise 125-2, 000 eps, 99-116.5 dB Ctenopharyngodon idcllus; Driving away noise 125-1, 000 cps, 96-109 dB Carassius carassius; Feeding noise 250- 500 cps, 91. 5- 99.5 dB Driving away noise 125-1, 000 eps, 99-108 dB Carassius auratus Feeding noise 250 eps, 94-101 dB Driving away noise 125-1, 000 cps, 98-110 dB Pagrosomus major Feeding noise 230-500 cps, 90-101 dB Fillip noise 500 cps, 98-108 dB (1) Feeding noise was produced as like as snap noise of twig and gulping down saliva noise in human and dominant frequency range of the noise is 250-500 cps and noise level 90-101 dB. (2) It was found that feeding noise were not a monotonic but a complex tones though fish took the same food. (3) Driving away noise was produced not so keen and the wave form of the noise is rising very sharp and big amplitude in the oscillograph. Dominant frequency range of this noise was about 150-1, 000 cps and noise level 96-112 dB except thut of carp. (4) The frequency of snapper's fillip noise, when it produced by caudal fin in swimming at the surface of water, was 500 cps and noise level 93-108 dB snd that of jumping noise of carp about 150-2, 000 cps and noise level 99-116.5 dB.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6432-6439
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• 2014

NAUT(Non contact Air coupled Ultrasonic Testing)기법은 초음파 탐상법 중의 하나로서 공기중 음향 임피던스의 차이로 생기는 에너지 손실을 High Power 초음파 Pulser Receiver, PRE-AMP, 고감도의 탐촉자로 보완하여 비접촉식으로 초음파 탐상을 가능하게 하는 탐상 방법이다. NAUT는 초음파의 송신 및 수신이 안정된 상태에서 이루어지므로 기존의 접촉식 탐상으로는 불가능하였던 고온, 저온의 물질이나 시험편의 표면이 거친 부분, 좁은 지점 등에서도 탐상이 가능하다. 본 연구에서는 NAUT기법의 산업체 실용여부를 알아보기 위해 자동차생산 공정에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 제품에 있어 상용화 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 본 연구에서는 NAUT기법의 사용 여부를 알아보기 위해 자동차 부품에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 부품의 내부결함 검출을 검출하였다. 스폿용접부에서는 초음파의 투과율이 높아 적색으로 나타났으며, 복층으로 된 부분은 투과율이 낮아 청색 화상이 나타났다. 또한 측정 속도를 결정하는 중요요소인 PRF(Pulse Repetition Frequency;송신펄스주기)에 따라 색상 선명도의 차이를 보였다. CFRP 시험편 또한 화상장치를 통해 취득된 각 화상 결과를 보고 내부 결함의 모양, 크기, 위치 등의 파악이 단시간에 가능하였다. 실험을 통해 NAUT기법과 화상화가 동시에 이루어짐을 확인하였고, 스폿 용접부와 CFRP 탐상에 NAUT의 적용이 가능한지 그 실현여부를 확인하였다.