• 제목/요약/키워드: Acoustic propagation modeling

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제온 파이 보조 프로세서를 이용한 3차원 주파수 영역 음향파 파동 전파 모델링 병렬화 (Parallelizing 3D Frequency-domain Acoustic Wave Propagation Modeling using a Xeon Phi Coprocessor)

  • 류동현;조상훈;하완수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제20권3호
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    • pp.129-136
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    • 2017
  • 파형 역산 또는 역시간 구조 보정과 같은 3차원 탄성파 자료 처리를 위해서는 3차원 파동 전파 모델링과 그에 따른 대량의 수치 계산이 필요하다. 본 연구에서는 3차원 주파수 영역 파동 전파 모델링을 이용해 제온 파이 가속기와 서버용 고성능 CPU의 성능 및 정확성을 비교하였다. 시간 영역 유한 차분법 알고리즘에 제온 파이의 특징을 고려하여 OpenMP 병렬 프로그래밍을 적용하였다. 주파수 영역 파동장을 얻기 위해서는 시간 영역 모델링과 동시에 푸리에 변환을 수행하였다. 3차원 SEG/EAGE 암염돔 속도 모델을 사용하여 주파수 영역 파동장을 생성한 결과, 제온 파이를 이용해 정확한 주파수 영역 파동장을 CPU 대비 1.44배 빠르게 얻을 수 있었다.

역모델을 이용한 디지털 능동 소음제어 시스템 (Digital Active Noise Control System Used Inverse Model)

  • 정찬수;이강욱;정양응
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제11권1E호
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    • pp.56-63
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    • 1992
  • The poblem of active oise control has been analysed using a adaptive signal processing technique. In this methods, the adaptive signal processor or model predicts the primary sound wave travelling along the acoustic plant and generates the secondary source 180° out of phase which attempts to attempts to attenuate the undesired noise by destructive interference. In the solutions presented here, acoustic propagation delay is considered as a part of the model which used the FIR filter. The effects of error path and auxiliary path transfer functioin are anayzed and a new on=-line technique for error path modeling, adaptive delayed inverse modeling is presented. In this study, using these new concepts, our system can more reduce the noise level in duct to 5dB-15dB than only using LMS algorithm system.

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역전파 알고리즘에 의한 덕트내 소음의 능동제어 (Active Control of Sound in a Duct System by Back Propagation Algorithm)

  • 신준;김흥섭;오재응
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권9호
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    • pp.2265-2271
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    • 1994
  • With the improvement of standard of living, requirement for comfortable and quiet environment has been increased and, therefore, there has been a many researches for active noise reduction to overcome the limit of passive control method. In this study, active noise control is performed in a duct system using intelligent control technique which needs not decide the coefficients of high order filter and the mathematical modeling of a system. Back propagation algorithm is applied as an intelligent control technique and control system is organized to exclude the error microphone and high speed operational device which are indispensable for conventional active noise control techniques. Furthermore, learning is performed by organizing acoustic feedback model, and the effect of the proposed control technique is verified via computer simulation and experiment of active noise control in a duct system.

Modeling Environmental Effects on Detection Performances for Variable Depth Sonars in the East Sea of Korea

  • Na, Young-Nam;Cho, Chang-Bong;Han, Sang-Kyu
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제23권2E호
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    • pp.68-73
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    • 2004
  • In the East Sea of Korea, the ocean environments are known to have strong variations in space and time. Their effects are very important factors in sound propagation and sonar performance. We consider the environmental factors such as eddies and thermal fronts affecting underwater sound propagation and target detection performance by sonars. Unfortunately, however, the detailed structure of eddies is usually difficult to understand by using the sea surface temperatures from infrared images alone or a few profiles from the CTD (conductivity, temperature and depth) castings. The temperature fields of eddy and thermal front are simulated with typical patterns of those obtained from several observations. This paper delivers the overviews of environments and acoustic models with their simulation results on sonar performance.

구조적특성을 고려한 유한 덕트계의 FIR필터모델링에 의한 능동소음제어 (Active Noise Control in Finite Duct by the FIR Filter Modelling Considering the Stuructural Characteristics)

  • 이태원;송원식;오재응
    • 한국음향학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.59-67
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    • 1992
  • 기계구조물로부터 발생하는 소음을 부가적인 음을 발생하여 능동적으로 제어하는 문제는 오늘날 환경보전의 측면에서 중요한 여구과제가 되고 있다. 길이가 긴 무한덕트에 대한 능동소음제어에 대해 적응필터링 방법을 이용하여 많은 연구가 진행되고 있다. 반면 실제 기계구조물에 있어서 크기의 한계로 인해 덕트의 길이가 짧은 경우가 많으여 이 경우 덕트 내부의 반사나 공명과 같은 음향특성을 고려해 볼 필요가 있다. 본 논문에서는 길이가 짧은 덕트에 대해 전달매트릭스법을 이용하여 음향계의 모델링을 하고 이것으로부터 구한 제어계의 전달함수를 유한한 FIR필터로 구현하여 능동적으로 소음을 제어하는 문제를 검토하였다. 수치적계산에 의한 음향계 모델링방법으로써 최적한 FIR필터의 계수를 구하여 이를 제어계의 모델로 설정하는 방법을 제안하였으며 제어시 실제계에서 방생할 수 있는 음향계 내부의 공명과 제어계의 안정성 및 제어효과를 예측하는 방법을 제사하였다.

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Hydroacoustic Records and Numerical Models of the Source Mechanisms from the First Historical Eruption of Anatahan Volcano, Mariana Islands

  • Park M.;Dziak R.P.;Matsumoto H.
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2004년도 대한지구물리학회.한국지구물리탐사학회 공동학술대회 초록집
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    • pp.232-237
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    • 2004
  • Anatahan Volcano in the Commonwealth of the Northern Mariana Islands (CNMI) erupted for the first time in recorded history on 10 May 2003. The underwater acoustic records of earthquakes, explosions, and tremor produced during the eruption were recorded on a sound-channel hydrophone deployed in February 2003. Acoustic propagation models show the seismic to acoustic conversion at Anatahan is particularly efficient, aided by the slope of the seamount toward the hydrophone. The hydrophone records confirm the onset of earthquake activity at 01:53Z on 10 May, as well as the onset (at ${\~}$06:20Z) of continuous, low-frequency (5-40 Hz) acoustic energy that is likely volcanic tremor related to magma intrusion. The hydrophone recorded a total of 458 earthquakes associated with the eruption. To predict the character of acoustic signals generated from Anatahan, we developed a moment-tensor representation of a volcano-seismic source that is governed by the geometry of the source and the physical properties of the magma. A buried magmatic pipe model was adopted, and numerically modeling source parameters such as the pipe radius and magma viscosity enable us to grasp the inward nature of Anatahan Volcano.

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천해 수중 음향 통신 채널에서 적응 등화기의 성능 (Performance of Adaptive Equalizer in the Shallow Underwater Acoustic Communication Channel)

  • 최현규;이상민
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.29-36
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    • 2013
  • 심벌 간 간섭은 천해 수중 음향 채널에서 신뢰성 있는 고속 데이터 통신을 방해하는 주된 장해 요인 중의 하나이다. 이 논문은 수중 음향 통신 시스템에서 심벌 간 간섭을 완화시키기 위한 방법으로서 사용되는 적응 등화기의 시뮬레이션에 대하여 연구한다. 수중 채널은 다중 경로의 중첩으로 모델링하는데, 각 경로의 길이와 상대적 지연은 채널 기하로부터 계산된다. 이 채널 모델을 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 천해 수중 음향 채널에서 적응 등화기의 성능을 탐구한다.

지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크의 상호연결을 위한 가상 주소 매핑 방법 (A Virtual Address Mapping Method for Interconnection between Terrestrial Communication Network and Underwater Acoustic Communication Network)

  • 김창화
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.27-45
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    • 2018
  • 지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크는 동작 환경, 통신 매체, 전파 지연 속도, 주파수 대역폭, 통신 속도, 비트 에러율 등에서 매우 다른 통신 특성을 갖는다. 이러한 다른 특성들로 인해 이들 두 통신 네트워크는 주소체계와 최대 패킷 크기에서 차이가 생기며, 결과적으로, 이 차이는 두 통신 네트워크를 상호연결 하는데 장애가 될 수밖에 없다. 본 논문은 지상 통신 네트워크와 수중음파 통신 네트워크 사이에서 서로 다른 주소체계로 인해 발생하는 상호연결 문제를 해결하기 위해 가상 주소를 이용하는 방법을 제시하고 수학적 모델링을 통해 수중 환경에서의 메시지 송수신 지연 시간에 대한 성능을 분석한다.

자동차 흡기계 공기 여과기 필터의 음향학적 모델 (Acoustic modeling of an air cleaner filter in the engine intake system)

  • 이정권;강장훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.114-117
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    • 2006
  • The air filter in engine intake system has a function of filtrating the dirt in the scavenging air as well as attenuating the noise. The noise attenuation within the air cleaner filter, however, has been regarded as negligible by the field engineers. In this paper, for the analysis of the acoustical performance of air filter, an acoustical model was suggested and the characteristics of air filter system were investigated. Fibrous structure of the filter element was modeled as a micro-perforated panel using the flow resistivity and porosity. The pleated geometry of the filter element was modeled as two coupled ducts that have permeable walls, in which each duct area was assumed being constant. Using such simplified geometry, a mathematical model was developed for the sound propagation within a narrow duct system. Visco-thermal effect was considered in modeling the sound propagation through such tubes; the filter box was modeled as a rigid rectangular box. By combining two models, a four-pole transfer matrix was derived. For the validation purpose, transmission loss was measured for a plastic rectangular box containing an air filter. A noticeable effect of the air filter element was observed by including the filter into the box. Comparing the predicted and measured data, we found that the predicted TL agrees well with experimental results, in particular, in magnitude and frequency at TL troughs.

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수온약층이 존재하는 천해역에서 단기간 음속구조 변화에 따른 음향 신호 전달 변동에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Underwater Sound Transmission by Short-term Variation of Sound Speed Profiles in Shallow-Water Channel with Thermocline)

  • 정동영;김시문;변성훈;임용곤
    • 한국음향학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.20-35
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    • 2015
  • 수중음향 전달채널의 임펄스 응답(Channel Impulse Response: CIR)은 음속구조(Sound Speed Profile: SSP)의 영향을 받으며, 채널 임펄스 응답의 변화는 수중음향통신 시스템의 성능에 중요한 영향을 미친다. 음속분포의 변화는 단기간 내에서도 나타날 수 있으며, 수중음향 모뎀 설계 시 반드시 고려되어야 한다. 이 논문은 2013년도에 제주도 동방해역에서 수행된 JACE13에서 취득된 데이터를 기반으로 음선전달 수치해석을 통해 단기간 동안 시간에 따라 변화하는 음속구조가 음향 신호 전달에 미치는 영향을 통계적으로 분석한 결과를 제시한다. 분석결과 송 수신기 수심별로 채널 임펄스 응답의 변화가 다양하게 나타나며, 송 수신기 수심이 깊을수록 음속구조의 변동에 따른 음향신호 전달 양상의 변화는 작아지고, 신호 준위가 높게 나타난다. 이 연구에서의 다양한 거리, 송, 수신기 수심에 따라 얻어진 채널 임펄스 응답 추정 결과는 수온약층에서의 하방굴절로 인한 연속된 해저면 반사와 작은 해저면 반사손실이 장거리 신호 전파에 중요한 요인이 될 수 있음을 보여주며, 시변동성을 갖는 해양환경에서의 수중 음향 통신은 시간에 따라서 성능이 충분히 달라질 수 있다는 것을 보여준다.