• 한국음향학회지
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• 제24권6호
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• pp.325-333
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• 2005

본 논문에서는 2004년 동해에서 수행된 MAPLE 실험의 음향계측 자료를 이용한 지음향학적 인자 역산기법을 제시하고 제안된 기법의 검증을 위해 음원의 위치추적 테스트를 수행하였다. 역산을 위한 목적함수는 예인 음원과 고정된 수직선배열로부터 획득된 음향신호를 이용하여 구한 전달손실과 모의된 전달손실과의 상관관계를 평가하도록 정의하였다. 목적함수의 최적화는 광역 최적화 알고리즘인 VFSA (Very Fast Simulated Annealing)를 사용하여 수행하였다. 본 역산기법을 5개의 주파수 토널 성분 데이터에 적용한 후 이를 바탕으로 실험해역의 지음향 모델을 구성하였다. 끝으로 정합장처리를 통해 예인 음원의 위치를 추적하여 역산된 지음향학적 인자들의 타당성을 검토하였다.

• 한국음향학회지
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• 제24권6호
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• pp.309-316
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• 2005

본 논문은 병렬 다중 개체군 유전 알고리즘을 적용한 지음향 파라미터 역산 방법을 제안한다. 이 방법은 기존의 유전 알고리즘의 변형된 방법으로, 일반 유전 알고리즘의 단점을 보완하기 위해 사용한다 지음향 파라미터 역산을 위해 전구를 음원으로 사용했으며, VLA 수신기를 사용하여 전구 신호를 수신하였다. 연구 결과 제안된 알고리즘을 사용하여 지음향 파라미터 역산이 가능함을 확인하였으며, 일괄처리 역산수행에 비해 약1.7배의 역산속도향상효과가 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제24권6호
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• pp.334-342
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• 2005

본 논문에서는 지난 2004년 동해에서 수행된 MAPLE 04 실험에서 수집된 일련의 전구음원 신호 중 일부를 이용하여 시간 영역에서 지음향 인자 역산을 수행하였다. 이를 위해 수직선배열을 통해 수집된 채널 별 신호 파형과 모의 신호 파형을 직접 비교하는 형태의 목적함수를 구성하였다. 모의 신호는 음선 이론을 사용하여 모델링하였고, 광역최적화 알고리즘인 VFSA (very fast simulated annealing)를 사용하여 목적함수를 최적화하였다 기존의 전달손실비교를 통한 역산 결과(음향학회지 본 호 게재)들과 비교하여 지음향 인자들이 일관성 있게 추정되었음을 확인하였으며, 이 역산 결과를 이용하여 얻은 모의 신호와 계측 신호 간 비교 그림을 제시하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권4호
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• pp.428-435
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• 2019

In the shallow coastal area, located off the northwestern Taean Peninsula of the eastern Yellow Sea, geoacoustic models with two layers were reconstructed for underwater acoustic experimentation and modeling. The Yellow Sea experienced glacio-eustasy sea-level fluctuations during Quaternary period. Coastal sedimentation in the Yellow Sea was characterized by alternating terrestrial and shallow marine deposits that reflected the fluctuating sea levels. The coastal geoacoustic models were based on data from piston, grab cores and the high-resolution 3.5 kHz, chirp seismic profiles (about 70 line-kilometers, respectively). Geoacoustic data of the cores were extrapolated down to 3 m in depth for geoacoustic models. The geoacoustic property of seafloor sediments is considered a key parameter for modeling underwater acoustic environments. For simulating actual underwater environments, the P-wave speed of the models was adjusted to in-situ depth below the sea floor using the Hamilton method. The proposed geoacoustic models could be used for submarine acoustic inversion and modeling in shallow-water environments of the study area.

• 한국음향학회지
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• 제32권4호
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• pp.308-316
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• 2013

2006년 여름 New Jersey 대륙붕 근해에서 일련의 해상실험(Shallow Water 2006, SW06)이 수행되었다. 이 때 수직선배열에서 계측된 근거리 chirp 신호(1100~2900 Hz)에서 직접도달파와 해수면 반사파의 강한 시변동이 관찰되었다. 본 논문은 시변동성이 있는 근거리 음향신호의 지음향학적 역산기법과 실험 데이터에 대한 역산결과를 제시한다. 불규칙한 해수면 반사파가 역산에 미치는 영향을 최소화하기 위해 수직선배열에서 음원의 위치로 직접도달 경로와 해저면 반사경로를 통해 역전파된 신호의 에너지로써 목적함수를 정의하였다. 또한 VFSR(Very Fast Simulated Reannealing) 최적화기법을 활용한 다단계 역산기법을 실험데이터에 적용하였다. 역산 결과 음원은 주기적인 수직운동을 한 것으로 파악되었고 그 주기는 수면파의 주기와 일치하였다. 해저면의 음속은 1645 m/s로 추정되었고 이는 동일 해역의 다른 연구결과와 유사한 것으로 파악되었다.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.419-426
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• 2016

천해 환경에서 수평입사각에 따른 음향반사 신호 측정 실험을 2015년 10월 거제 인근 해역에서 실시하였다. 본 논문에서는 수평입사각 $9{\sim}14^{\circ}$ 범위에서 측정된 중주파수 4 ~ 8 kHz의 표층 해저면 반사 신호와 하부 퇴적층 반사신호의 도달시간 차이를 이용하여 표층 퇴적층의 두께를 역으로 추정하였다. 실험 해역의 지질 정보는 한국지질자원 연구원에서 제공한 실험 해역의 평균입도범위인 $8{\sim}10{\phi}$를 사용하였다. 두 다중경로의 도달시간 차이를 이용하여 추정한 표층 퇴적층의 두께는 4 ~ 7 m이며, 한국해양과학기술원이 제공한 실험 해역 인근의 천부지층탐사기를 이용한 하부 퇴적층 분석 결과와 비교하였다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제24권6호
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• pp.303-308
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• 2005

본 연구에서는 해상 실험 자료를 사용해 저주파 광대역 음원으로서 전구 음원의 음향학적 특성을 연구하였다. 본 연구를 위해 연속 전구 신호 획득이 가능한 전구 음원을 사용하였다. 본 논문에서는 전구 음원 특성 분석 결과를 나타내었으며, 이전 연구 논문과 비교하였다 연구 결과 전구 신호는 수심이 증가함에 따라 최고 음원 준위와 주 공진 주파수가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 전구 음원을 사용한 지음향 파라미터 역산 연구와 정합음원 추적 연구를 통해 전구 음원에 의해 획득된 지음향 파라미터가 수중 음원 위치 추적에서 사용 가능함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제34권6호
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• pp.423-431
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• 2015

한국해양과학기술원과 한양대학교에서 공동으로 진행한 해양음향 실험이 2013년 5월에 경기만 태안반도 서쪽에 위치한 천해에서 실시되었다. 본 논문에서는 측정된 중주파수(6~16 kHz) 해저면 반사손실 결과를 제시하고, 수평입사각 $17{\sim}60^{\circ}$ 범위에서 레일리 반사계수 모델과 비교분석한다. 실험해역 지질은 다중 퇴적층으로 구성되어 있었으며, 표층 퇴적물이 다양한 구성성분(평균 입도 $5.9{\phi}$)으로 이루어져 있는 지역이었다. 분석 결과에 의하면 표층 퇴적물의 평균 입자를 고려한 모델결과는 측정된 반사손실과 다소 차이를 보였으며, 퇴적층의 지음향 정보를 역산한 결과 약 $4{\phi}$ 평균입도에서 측정치와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이러한 차이의 원인은 표층 퇴적물 입도의 표준 편차가 $4.3{\phi}$로 다른지역에 비해 상당히 컸기 때문일 것으로 추측된다. 상부 퇴적층은 역산 결과로부터 얻어진 지음향 파라미터를 사용하고 하부 퇴적층은 $1.3{\phi}$의 평균입도로부터 예측된 지음향 파라미터를 사용하였을 때, 모델결과는 측정된 반사손실 결과와 전체적으로 일치하는 경향을 나타냈다.

• 한국음향학회지
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• 제25권7호
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• pp.346-355
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• 2006

본 논문에서는 동해 천해 영역에서 예인 음원과 L-자형 수신 선배열을 이용한 해상 실험(MAPLE IV)을 통해 수집된 신호 자료에 대해 정합장처리를 이용한 지음향 역산 및 음원 위치 추정을 수행하였다. L-자 형태의 수신 선배열은 수직 선배열과 해저면에 수평으로 놓여진 수평 선배열로 구성되어 있으며, 음원은 협대역 다중 주파수 성분을 가지는 저주파 연속 음원이 예인되었다. 역산 목적함수는 선배열 수신 신호벡터 처리 방식에 따라 다음과 같이 Bartlett 프로세서를 기반으로 한 세 가지 형태 - (1) 수직 및 수평선배열 자료 전체를 하나의 신호 벡터로 상관 처리할 경우, (2) 수직 및 수평선배열 각각에 대한 결과를 비상관 평균할 경우, (3) 수직 및 수평선배열 상호간의 상관 관계만을 이용할 경우- 를 사용하고 그 결과들을 수직 및 수평 선배열 신호를 단독으로 사용할 경우의 결과들과 함께 비교하였다. 역산 결과의 타당성을 확인하기 위해 역산 과정에서 사용한 각 프로세서와 역산된 지음향 인자를 이용하여 낮은 신호 대 잡음비를 갖는 주파수 성분에 대해 음원 위치 추정을 수행하고 성능을 비교하였다.