기타를 구성하고 있는 요소들, 즉 목, 몸체, 면 그리고 브리지 등이 서로 어떠한 음향학적 관계를 갖고 있고, 그들이 방사 특성에 구체적으로 어떻게 연관되어 있는 지를 밝혀보고자 한다. 이를 위하여는, 기타의 전체 특성 및 개별 요소의 특성을 동시에 살펴볼 수 있는 음향홀로그래피 방법이 가장 설득력이 있다. 본 연구에서는 이 홀로그래피 방법을 이용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 즉, 고주파 대역의 소리는 주로 판을 통해 방사가 되며 저주파 대역은 구멍과 현의 진동을 통해 주로 방사가 된다.
한국음향학회 1996년도 영남지부 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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pp.19-23
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1996
이 연구는 영상 홀로그래픽의 원리를 이용하여 직선배열형 음향센서 어레이를 측정대상에 직접 주사시켜 고분해능을 가지고 짧은 계측시간에 정확한 음원의 절대위치를 추저에 그 목적을 두고 있다. 시뮬레이션을 통하여 재생시 평생간섭파의 영향을 제거하기 위해 측정면의 길이와 센서간격을 나이키스트조건이 성립하는 최적조건을 찾아내었고, 실험을 통하여 실제음장에서 음원 위치 추정을 행하여 비교.검토한 결과 , 계산기상의 시뮬레이션 결과와 일치함이 확인되었다.
성덕대왕 신종의 방사 음장 특성을 분석하기 위하여 30개의 마이크로폰으로 구성된 어레이를 이용하여 360개의 위치에서 음압을 측정한 후 원통형 음향 홀로그라피 방법을 적용하여 시간, 주파수별로 음장 해석을 행하였다. 타종 직후, 신종에서 방사되는 음장은 넓은 주파수 영역(800Hz까지 해석)에 걸쳐 고른 분포를 가지나 시간이 지남에 따라 고주파 성분은 급격히 감쇠하여 약 10초 이후에는 저주파 성분만이 존재한다. 마찬가지로 시간에 따른 음압 신호를 살펴보면 초기에 여러 성분의 모우드들이 중첩되어 복잡한 모양을 하고 있으나 10초 이후에는 한쌍의 저주파 성분(64.06Hz, 64.38Hz)에 의한 맥놀이 현상이 나타남을 확인할 수 있다. 이 맥놀이에 의한 여음이 초기의 화려하면서 장엄한 소리와 어우러져 신종만의 독특한 소리를 나타낸다. 맥놀이 현상은 종의 축에 대한 비대칭 현상에 의해 근접한 고유진동수를 가지기 때문에 발생하며 다른 고주파 성분에서도 쌍으로 존재하는 고유진동수를 관찰할 수 있다. 저주파 모우드의 경우 쌍으로 존재하는 방사 음장 형태는 길이 방향 절선 간격의 반에 해당되는 각도만큼 회전되어 나타난 것을 제외하고는 동일함을 알 수 있으며 고주파 모우드의 경우는 이보다 복잡한 모양을 이루고 있다.
본 논문은 근접장 음향 홀로그래피를 이용한 수중 음원의 위치를 추정하는 기술에 대한 것이다. 수중 소음원의 식별에 적용 가능함을 실험으로 검증하고 그 결과를 기술하였다. 실험에 사용된 음원은 2개의 구형 센서로 구성되고 음원의 근거리 음압은 음원과 근접된 위치에 설정된 홀로그램 평면에서 측정된다. 측정된 음압에 대한 상호전력 스펙트럼으로부터 홀로그램 평면에서의 복소음압을 구하고 이를 공간 변환하여 음원 영역에서의 음장분포를 구하였다. 음원 영역에서의 음장분포 결과는 음원의 위치와 발생된 음원준위의 크기를 가시적으로 보여주며, 실험 결과는 음원의 위치와 음원준위의 상대적인 크기를 정확하게 추정하고 있어 근접장 음향 홀로그래피를 이용하여 수중 소음원의 위치 추정과 개별 소음원의 기여도 분석이 가능함을 확인하였다.
The recently developed BEM-based NAH(nearfield acoustical holography) is a useful technique for identifying the sound source of vibrating objects. The acoustic parameters of a sound source can be reconstructed by using the vibro-acoustic transfer matrix, which is determined by means of BEM, and the sound pressure measured in the nearfield. Theoretically, one can come up with a very nice reconstructed result as the field plane gets near to the source surface. However, when a microphone is placed in the very close nearfield of the source surface, the scattering, reflection, or resonance in the gap between the source and the microphone can distort the acoustic field, and therefore, the measured field pressure would differ from the actual one in the absence of the microphone. In order to analyze this problem, the interference effect of the microphone is numerically calculated by using the nonsingular BEM that yields very small error in the nearfield. From this analysis, it is found that the prediction error of the field pressure decreases firstly and then increases as the microphone approaches the vibrating surface from the farfield to the close nearfield. It is noted that the microphone should be separated from the source surface by at least a diameter of the microphone for an error ratio less than 2% in the low frequency range less than about 2.7kHz. This means that if one wants to put a microphone in the very close nearfield. a microphone with small diameter should be used.
편경은 기역자형 경석 16개로 이루어진 국악기로 1과 1/3 옥타브의 음역을 가지며, 아악에서 표준 악기의 역할을 한다. 편경의 진동모드를 분석하기 위하여 현재 국립국악원에서 연주에 사용되고 있는 편경과 세종대왕기념관에서 소장 중인 편경 유물의 음향 스펙트럼을 분석하였다. 또한 황종과 청협종에 해당하는 경석의 진동모드형태를 가속도계, TV 홀로그램 및 충격망치를 이용하여 분석하였다. 국립국악원 편경의 16개 경석에서 나타난 기명진동수는 경의 두께에 따라 증가하며, 삼분손익법에 따른 음률에 충실하게 조율되었다고 할 수 있다. 세종대왕기념관 편경의 16개 경석에 적혀있는 제작연도를 나타내는 간지는 서로 다르며, 12율려에 맞게 조율되었다고 하기 어렵다. 세종대왕기념관에 소장된 편경의 진동수는 국립국악원 편경과 최소가지차이 (just noticeable difference) 이상의 차이를 나타냈다. 진동모드형태는 경석의 두께와 무관하게 일정하다.
본 논문에서는 컴퓨터에 의한 초음파 홀로그램의 구성과 영상 재생방법을 연구하였으며 이를 광학적 재생방법과 비교 분석하였다. 초음파 홀로그램은 초음파 변환자를 기계적으로 c-scan $(128\times128 step)$하여 구성하였고 물체에 대한 영상은 Rayleigh-Sommerfeld 식과 DFT 알고리즘을 이용하여 컴퓨터 재생하였다. 본 실험에서 는 중심주파수가 5MHz이고 촛점 거리가 5cm 인 초음파 변환자와 기계적인 c-scanning 시스템을 사용하여 음향 홀로그래피 시스템을 구성하였고 알루미늄 판에 S자 형태를 새긴 샘플을 제작하여 실험하였다. 실험결과 컴퓨터에 의해 재생된 영상은 실체와 동일한 고질의 영상임을 확인하였다.
본 논문에서는 불규칙한 노면이 설치된 섀시 동력계(chassis dynamometer)로 부터 가진된 타이어의 구조 진동 소음을 음장의 공간적 변환기법을 이용하여 측정하였다. 음장의 공간적 변환기법은 소음원으로 부터 원거리까지의 전파를 계산하는 기법이다. 즉, 한평면의 음향 측정으로 부터 측정 평면에서 멀리 떨어지거나 더 가까운 평면에서의 음장을 표현하는 변수들인 음압, 음향 인텐시티, 입자속도 등을 계산한다. 측정 평면에서 음원쪽으로 가까운 평면의 계산은 관접음장 홀로그래피를 적용하여 계산하고 먼 쪽은 헬름흘쓰 적분식을 적용한다 측정결과로 부터 타이어 구조 진동 소음의 방사형태와 소음원의 위치를 예측하였다.
Transient acoustic pressure in the near field of an impacted plate carries information that can be utilized for recovering the impact force history. The inverse calculation approach using BEM-based NAH, which is conventionally used for time harmonic excitation, can be applied for reconstructing the transient waves using the principle of Fourier transform and spectral analysis. Then, using the recovered velocity in normal direction of the plate surface, the corresponding structural intensity can be obtained and the identification of input power can be performed. However, several manipulations should be given to overcome numerical artifacts, such as aliasing and erratic oscillation at discontinuity, and to suppress the effect of noise. Experiment using a simply supported plate is presented for demonstration purpose.
한국정보디스플레이학회 2003년도 International Meeting on Information Display
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pp.451-462
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2003
At the paper the method of 3D holographic moving image reconstruction is discused. The main idea of this method is based on the substitution of optically created static hologram by equal diffraction array created by acoustical (AO) field which formed by bulk sound waves. Such sound field can be considered as dynamic optical hologram, which is electrically controlled. At the certain moment of time when the whole hologram already formed, the reference optical beam illuminates it, and due to acoustooptical interaction the original optical image is reconstructed. As the acoustically created dynamic optical hologram is electronically controlled, it can be used for moving 3-dimentional scene reconstruction in real time. The architecture of holographic display for moving scene reconstruction is presented at this paper. The calculated variant of such display laboratory model is. given and discussed. The mathematical simulation of step by step images recording and reconstruction is given. The pictures of calculated reconstructed images are presented. The prospects, application areas, shortcomings and main problems are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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