• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.214-214
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• 2003

During a model test of Hutton TLP, a "ringing" response was first observed about 20 years ago. This phenomenon is a resonant build up over the time of wave period and this burst-like motion can cause the extreme load on the TLP tether. It is often detected in the large and steep irregular waves but the generation mechanism leading to the "ringing" is not yet well understood. According to the research since then, the higher order harmonic components may account for the "ringing" on the floating offshore structures. The main purpose of the present research is, thus, to measure the higher harmonic forces exerted on a vertical truncated circular column and to compare them with available data. A vertical truncated cylinder with a diameter of 3.5inch and a draft of 10.5inch is used as a test structure, which is a scaled model of ISSC TLP column. The cylinder is installed at a distance of 45ft from the wave maker in order to avoid parasitic waves created in the wave flap. Attached to the upper part of the cylinder are two force gages to measure the horizontal (surge) and vertical (heave) forces on the cylinder. The incoming waves are Stokes waves with a slope ranging from 0.06 to 0.24. The forces and waves are measured for 60 seconds with a sampling rate of 50 Hz. Among the recorded data, the first 10 waves are excluded because of transient behavior of the waves and the next The horizontal and vertical forces are analyzed up to 5th order harmonics. The horizontal forces are then compared to the values from the theoretical model called "FNV model". In addition, force transfer functions are also investigated. Major findings in this research are below. 1) The first order forces measured are slightly larger than the theoretical values of "FNV model" 2) The "FNV model" considerably overpredicts the second order forces. 3) The larger the amplitude and more extreme the wave slope, the smaller the predictions are compared to the experimental. 4) The higher harmonic forces are significantly smaller than the first harmonic force for all wave parameters. 5) The normalized forces vs. waves slopes are almost constant in the lower harmonics but vary a lot in the higher harmonics. 6) The trend of forces is more nonlinear in the horizontal forces than in the vertical forces as the wave slope increases. 7) The part of the results above is also observed by other researchers and confirmed again through the present work.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.85-92
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• 2000

The pulsating pressure waves are composed of fundamental frequency and higher order harmonics in exhaust pipe of engines. The nonlinearity in exhaust pipe is caused by their interactions. The error which is between prediction and measurement is induced by the nonlinearity. We can not explain this phenomenon using linear acoustic theory which is existing theory. So power spectrum which was used in linear theory is not useful. Bispectrum and bicoherence functions which are a higher order spectrum are applicable to explain this phenomenon. This paper proposes a nonlinear effect of pulsating pressure waves. The phenomenon proposed here is identified by using of higher order spectrum density functions.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-10
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• 2011

Nonlinear harmonic waves generated at cracked interfaces are investigated both experimentally and theoretically. A compact tension specimen is fabricated and the amplitude of transmitted wave is analyzed as a function of position along the fatigued crack surface. In order to measure as many nonlinear harmonic components as possible a broadband Lithium Niobate ($LiNbO_3$) transducers are employed together with a calibration technique for making absolute amplitude measurements with fluid-coupled receiving transducers. Cracked interfaces are shown to generate high acoustic nonlinearities which are manifested as harmonies in the power spectrum of the received signal. The first subharmonic (f/2) and the second harmonic (2f) waves are found to be dominant nonlinear components for an incident toneburst signal of frequency f. To explain the observed nonlinear behavior a partially closed crack is modeled by planar half interfaces that can account for crack parameters such as crack opening displacement and crack surface conditions. The simulation results show reasonable agreements with the experimental results.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.484-491
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• 2007

규칙파와 수면아래 잠긴 수평판 사이의 비선형 상호작용을 규명하기 위하여 수치파동수조를 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 수치모델로 비선형 포텐셜 이론을 근거로 한 고차 경계요소법과 Navier Stokes 방정식과 엄밀한 자유표면 경계조건식을 푸는 CADMAS-SURF을 사용하였다. 두 모델 모두 수평판 위의 천수역에서 발생하는 고차 조화항들을 예측할 수 있으며 점성효과를 포함하는 CADMAS-SURF는 수평판 양단에서 발생하는 와류와 박리에 의한 고차 조화항의 발생을 재현할 수 있다. 수평판의 잠긴 깊이와 길이 변화에 따른 반사율과 투과율을 Patarapanich and Cheong(1989)의 모형실험결과와 비교하였고 서로 잘 일치함을 확인하였다. 수평판의 길이가 길어지고 잠긴 깊이가 얕아질수록 입사파의 에너지가 고차 조화항으로 더 많이 전이됨을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권5호
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• pp.365-372
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• 1998

초음파의 비선형 음향 효과를 계측하는 방법이 재료 열화의 효과적인 평가를 위한 새로운 접근법으로 제시되었다. 비선형 음향 효과란 음파가 전파함에 따라서 2차나 그 이상의 고조파 성분이 발생하는 것으로 설명될 수 있다. 따라서, 먼저 비선형 효과에 의해 고조파 성분이 발생하는 메커니즘을 비선형 탄성론에 기초를 두고 설명하였다. 다음으로, 열화된 재료에서 어느 정도의 고조파 성분이 발생하는지를 계측하기 위하여, 헤테로다인 신호 검출법을 이용하는 초음파 신호 분석 장치를 기초로 계측계를 구성하였으며, 인장하중과 피로하중을 가하여 인공적으로 열화시킨 SS41과 SS45 시편에 대해 실험하였다. 실험 결과 열화의 정도와 비선형 효과가 강한 상관성을 보였으며 이로부터 비선형 음향 효과가 재료 열화 평가를 위한 유용한 수단이 될 수 있음을 확인하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제4권3호
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• pp.201-213
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• 2014

Wave run-up is an important issue in offshore engineering, which is tightly related to the loads on the marine structures. In this study, a series of physical experiments have been performed to investigate the wave run-up around a vertical cylinder in transitional water depth. The wave run-ups of regular waves, irregular waves and focused waves have been presented and the characteristics in frequency domain have been investigated with the FFT and wavelet transform methods. This study focuses on the nonlinear features of the wave run-up and the interaction between the wave run-up and the cylinder. The results show that the nonlinear interaction between the waves and the structures might result wave run-up components of higher frequencies. The wave run-ups of the moderate irregular waves exhibit 2nd order nonlinear characteristics. For the focused waves, the incident waves are of strong nonlinearity and the wavelet coherence analysis reveals that the wave run-up at focal moment contains combined contributions from almost all the frequency components of the focused wave sequence and the contributions of frequency components up to 4th order harmonic levels are recommended to be included.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제6권1호
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• pp.34-53
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• 2002

Numerical solution of the forward-speed radiation problem for a half-immersed cylinder advancing in regular waves is presented by making use of the improved Green integral equation in the frequency domain. The B-spline higher order panel method is employed stance the potential and its derivative are unknown at the same time. The present numerical solution of the improved Green integral equation by the B-spline higher order Kelvin panel method is shown to be free of irregular frequencies which are present in the Green integral equation using the forward-speed Kelvin-type Green function.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.547-551
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• 1995

We analyze the nonlinearity of chiral media and coupled-mode theory of chiral multilayers. In first topic, second order nonlinear coupled equations are constructed and a phase matchine method is suggested. This approach can be developed to higher order nonlinearity and electric-field-induced second harmonic generation. In second topic, coupled mode equation in chiral multilayers is constructed, and solved for both codirectional coupling and contradirectional coupling. There is a previous formulation about chiral mutilayers[1] with 4$\times$4 matrix but it did not give detail results, so this approach will be compared with that.

• 한국해안해양공학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-10
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• 1993

1차 자유도를 갖는 해양구조물을 선정하여 long crested, stationary, Gaussian random waves가 구조물의 동적응답 스펙트럼에 미치는 영향에 대해 규명하였다. 해수면 부근에서 주기적으로 수면위로 부상하는 연직부재를 고려하기 위해 hybrid Morison equation을 제안했고 이 방정식을 기초로 파력을 계산했다. 주기적으로 수면위로 부상하는 효과를 고려한 결과 동적응답 스펙트럼은 감소하였으며 고차 응당성분이 발생했다. 또한 동적응답 스펙트럼은 주파수가 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 이는 해수면 위로 주기적으로 부상하는 현상을 고려할 때 발생하는 고차응답성분 때문인 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.77-83
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• 2006

초음파 비선형성은 적층 구조물 내부의 미세크랙이나 계면 들뜸을 검출하기 위한 수단으로 주목받고 있다. 비선형 초음파의 특징적인 현상은 전파 과정중에 고조파가 발생되는 것이다. 그러므로 비선형성의 정량화를 위해서는 수신된 초음파 신호에 포함된 고조파 성분의 검출이 중요하며, 일반적으로 2차 조화 성분과 기본 주파수 성분의 진폭비가 비선형 파라미터로 이용되고 있다. 그러나 이 비선형 파라미터를 정확하게 추정할 수 있는 방법이 확립되어 있지 않기 때문에 현재까지는 현장적용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 초음파 비선형 파라미터의 정밀 추정을 위한 신호 처리 기술을 제안하고자 한다 이 기술은 파워 스펙트럼과 바이스펙트럼 분석에 기초하며, 특히 본 연구에서는 초음파 현미경(SAM, scanning acoustic microscope)에 사용되는 펄스형 신호로부터 고조파를 검출하는데 주목하였다. 제안된 기법의 유효성은 틈새의 크기가 접촉 중심에서 반경 방향으로 일정하게 증가하는 뉴턴링(Newton-ring)과 칩의 윗면에 국부적인 들뜸을 가진 반도체 샘플에 대한 실험을 통해 검증되었다. 결과적으로 제안된 신호처리기법에 의해 획득된 비선형 파라미터는 계면 들뜸과 좋은 상관성을 보였다.