• 한국음향학회지
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• 제23권5호
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• pp.362-369
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• 2004

수층과 사질 퇴적층이 이루는 경계면이 평탄할지라도 고주파수 (30∼120 ㎑) 음파의 반사손실은 퇴적물의 입도와 입사파의 파장에 따라 거친 경계면에서의 반사 효과를 갖게 된다. 경계면 거칠기 영향은 음향학적 거칠기 (acoustical roughness, g/sub R/)로 표현하며 사질 퇴적물의 경우 g/sub R/∼ O(1)이고 주파수에 따른 종속성을 가진다. 따라서 입도분포에 따른 반사손실의 편차 (deviation)와 주파수에 따른 종속성을 포함하는 개선된 해저면 반사손실 모델 (HYBRL 모델, Hanyang University Bottom Reflection Loss model)을 제안한다. 그리고 주파수 종속성과 해저면 물성이 갖는 편차를 포함하는 반사손실 모델을 검증하기 위해 수조실험과 해상실험을 실시하였다. 수조실험 및 해상실험에서 측정된 해저면 반사손실 결과 사질 퇴적물에서 모델의 특성을 잘 반영한다.

• 한국항만학회지
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• 제6권2호
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• pp.43-64
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• 1992

This study discusses the interacting with deep water waves approaching from deep water based on the linear wave theory and steep sloping sea bottom floor by the numerical procedure. The results of particular interest are particle velocity and acceleration in x, y, z direction wave height amplification factor reflection coefficient and dimensionless pressure distribution on the steep sloping bottom with respect to the various incident wave angle. The wave loads relative to various bottom slopes, incident wave angles and wave periods on submerged breakwater and pipe are represented in comparison with mild sloping bottom the wave load parameters on the steep sloping bottom seemed to be influenced by variation of incident wave angle. In general the particle velocities and accelerations in x, y, z directions on the steep sloping bottom represented larger value or about two than those on the mild sloping bottom according to incident wave angle. However, the wave height amplification factors did not show distinct difference, but the slight variation with respect to the various incident angle showed on mild sloping bottom. The reflection coefficient increased with respect to increase of the incident angle on the steep sloping bottom the results also indicate that the very steep sloping beach produces a rather substantial amount of reflection as we expected. No significant variation of wave pressure was shown on the steep sloping bottom but it represented a certain amount of variation on the mild sloping bottom according to the various incident wave angle. The analysis at the OTEC site also showed similar results.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제27권5_6호
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• pp.1017-1031
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• 2009

The problem of interaction of surface water waves by small undulation at the bottom of a laterally unbounded sea is treated on the basis of linear water wave theory for both normal and oblique incidences. Perturbation analysis is employed to obtain the first order corrections to the reflection and transmission coefficients in terms of integrals involving the shape function c(x) representing the bottom undulation. Fourier transform method and residue theorem are applied to obtain these coefficients. As an example, a patch of sinusoidal ripples is considered in both the cases as the shape function. The principal conclusion is that the reflection coefficient is oscillatory in the ratio of twice the surface wave number to the wave number of the ripples. In particular, there is a Bragg resonance between the surface waves and the ripples, which is associated with high reflection of incident wave energy. The theoretical observations are validated computationally.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.297-303
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• 2021

천해 환경에서 음파가 장거리 전파되는 경우, 해저면의 비균질성으로 인해 일반적으로 사용하는 Rayleigh reflection 모델을 적용한 음파전달 모의 결과보다 더 큰 전달손실을 보이는 것으로 알려지고 있다. 이에 따라 미 해군은 경험식 기반의 해저면 반사손실(High-Frequency Bottom Loss, HFBL) 모델을 적용하여 음파 전달을 예측하고 있다. 본 연구에서는 여름철 동해 천해환경에서 중주파수(2.3 kHz, 3 kHz)를 이용한 해상실험 전달손실 측정 및 분석이 수행되었다. BELLHOP 모델을 통해 고유음선을 추적한 결과, 임계각보다 낮은 수평입사각에 대해서만 음파가 수 km 이상 장거리 전파되었으며, Rayleigh reflection 모델 기반의 전달손실 예측값과 실측 전달 손실 값과의 차이는 전달거리가 증가함에 따라 점차 증가하는 경향을 보였다. 큰 수평입사각 영역에서 Rayleigh reflection 모델과 HFBL 모델을 비교하여 HFBL의 입력값인 해저면 province 값을 추정한 후, 이를 적용한 전달 손실을 모의하여 실측 전달 손실 값과 비교하였다. 그 결과 BELLHOP 모델의 반사 손실 모델로 경험식 기반의 HFBL을 적용하여 전달 손실을 모의했을 때, 실측 전달 손실과 일치하는 것을 확인할 수 있었다.

• 지구물리
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• 제2권4호
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• pp.241-250
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• 1999

남극 브랜스필드 해협에서 획득한 탄성파 자료로부터 다중반사파와 해저면 반사파의 진폭비를 이용하여 해저면 반사계수를 구하였다. 시험 자료처리 결과에 의하면 측점에 따른 심한 변동오차를 감소시키기 위하여 이동평균이 효과적임을 보여준다. 계산된 해저면 반사계수와 해저면 물성에 반영된 지질환경과의 관련성을 분석하였다. 중부 브랜스필드분지 지역에서는 퇴적물의 공급원으로부터의 거리가 멀수록 반사계수가 감소하는 변화양상이 우세하여, 사면 근처에서는 0.12∼0.2 사이, 분지의 중심에서는 0.1∼0.12 사이의 반사계수를 나타낸다. 서부 브랜스필드분지에서 지역적으로 나타나는 빙하침식 지형에서는 반사계수가 0.2∼0.3의 범위 내에서 변하였으며, 확장중심의 화산분출물이 노출된 지역은 0.2 이상의 큰 반사계수를 나타냈다. 또한 지체구조운동에 의해 상승작용을 받은 고지층들이 후기의 빙하침식작용에 의해 해저면에 드러난 지역에서는 해저면 반사계수가 비교적 크게 나타났다.

• 한국음향학회지
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• 제23권4호
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• pp.296-302
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• 2004

해저면 분류를 위한 음향실험을 2003년 5월 19일부터 23일까지 5일간 남해에서 실시하였다. 실험 해역은 해저 구성물질이 각기 다른 6개의 정점을 선정하였으며 5개의 주파수 (30, 50, 80, 100, 120 kHz)를 이용하여 해저면 반사 신호를 측정하였다. 지음향 인자의 측정은 피스톤 코어를 이용하여 해저 퇴적물 샘플을 채취 후 입도분석을 하였다. 측정된 결과는 퍼지 이론을 이용하여 정점별 해저 퇴적물을 분류하였다. 반사손실 모델로 구성된 입력 소속 함수를 이용하여 측정결과를 평가 후, 그 결과를 Wentworth 입자 크기를 이용하여 출력 가능하도록 구성하였다. 퍼지 이론을 이용한 해저면 분류 기법과 잘 일치하였으며, 퍼지 이론을 통한 해저면 분류 기법의 가능성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제24권6호
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• pp.34-40
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• 2010

Bragg reflection of nonlinear waves is simulated by a 2D fully nonlinear numerical wave tank (NWT). The developed NWT was based on the Boundary Element Method (BEM) with potential theory and the mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) time marching scheme with Runge-Kutta 4th-order time integration. A spatial variation of wave elevations and their Fourier amplitudes of each component are compared to investigate the effect of sea bottom ripples and their relative heights. The incident waves over an undulated sea bottom are partially reflected and changed to partial standing waves due to Bragg reflection. The present results are verified with linear calculations and experimental data. It is found that the 1st-order wave component is mainly affected by Bragg reflection and its spatial modulation is significant in front of the bottom ripples.

• 한국해양공학회지
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• 제28권1호
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• pp.55-63
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• 2014

In this paper, we propose an threshold-based Schur algorithm for estimating the media characteristics of sub-bottom multi-layers by using the signal generated by a parametric array transducer. We use the KZK model to generate a parametric array signal, and use the proposed threshold-based Schur algorithm for estimating the reflection coefficients of multiple sea bottom layers. Using computer simulation, we verify that the difference frequency component generated by the KZK model prevails over the signals of primary frequencies at long range. For the simulation, we use the transmit signal generated by the KZK and the reflected signal obtained from a lattice filter model for the seawater and sub-bottom of multi-level non-homogeneous layers. Through the simulation, we verify that the proposed threshold-based Schur algorithm can give much more accurate and efficient estimates of the reflection coefficients than methods using received signal, matched filter output signal, and normal Schur algorithm output.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제25권3E호
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• pp.131-136
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• 2006

The PML developed for the radio wave propagation is a powerful numerical domain truncation technique. We perform an analytic study on the reflection from the PML inserted in the ocean bottom. In the ocean bottom, we show the PML to have the improved performance but simultaneously the degeneration below the critical angle of the fast ocean bottom. The degeneration of the PML can be simply relaxed by stretching the thickness of the PML or putting the attenuation coefficient to the ocean bottom. As a better solution, we propose the improved truncation technique based on the PML and the non-local boundary condition. Finally, we apply the PML to the acoustic wave propagation using split-step Pade PE solver. For the problems of the ocean waveguide, the numerical efficiency of the PML is examined and the usefulness of the PML is confirmed.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권4호
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• pp.421-427
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• 2014

In order to protect coastal facilities mainly from wave and current actions, the self-locking eco blocks constituting elements of protecting shore structures against scouring were designed. These blocks are adapted to the sloping bottom, coastal dunes, and submerged coastal pipelines, counteracting the destructive and erosive impulse action. A series of laboratory experiments has been conducted to investigate the reflection of water waves over and against a train of protruded or submerged shore structures and compare the reflecting capabilities of incident waves including wave forces. In this study the hydraulic model experiment was conducted to identify the performance of newly designed water affinity eco blocks to keep the coast slope and bottom mound from scouring by reduction of the wave reflection and to convince stability of the block placement. Revised design of each block element was also tested for field conditions. From the result of experiments, the field applicability of the developed blocks and placement was discussed afterward.