• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.282-290
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• 2014

매끈한 물체에 의한 음향산란에 관한 수치해석은 발전해 왔으나 경계면에 위로 부분적으로 드러나 있는 물체에 의한 음향산란에 대한 수치해석은 여전히 드물다. 해저면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 후방산란진폭을 결정함에 있어 경계면에 의한 잔향은 표적의 산란 함수 특성을 변화시킨다. 본 연구는 평탄한 경계면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 후방산란진폭에 대한 수치해석을 제시하기 위하여 모멘트법(Method of Moments)을 채택하였다. 제시된 수치해석은 측정 및 키르히호프 근사법으로 얻은 해석적인 해와 상당한 일치를 보여주었다. 본 연구에서 기술된 수치해석은 해저면에서의 잔향과 표적으로부터의 산란파를 결합시킴으로써 해저면에 부분적으로 파묻힌 어떠한 형상의 표적에 대한 후방산란 문제에도 적용될 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.95-100
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• 2003

본 연구에서는 복잡한 지질구조에 대해서도 신속하고 효율적으로 주시를 계산할 수 있는 Straight Ray Technique(SRT)을 이용한 반사주시 토모그래피 역산 알고리듬을 개발하였다. 역산을 위한 초기 속도모델은 지층경계면에 임피던스 변화를 갖는 상속도 모델을 사용하였다. 실제 속도모델의 반사주시와 초기 속도모델의 반사주시 차이를 계산하여 각각의 요소마다 주시의 오차를 줄이는 방법인 가우스-뉴튼 알고리듬을 이용하여 역산온 수행하였다. 자코비안의 요소는 파선이 지나가는 거리함수로 구성되며, 이를 최소자승형태의 근사 헤시안 행렬로 구성하여 역산을 수행하였다. 역산시 해가 수렴할 수 있도록 근사 헤시안 행렬의 대각성분에 일정한 감쇠인자를 더하였다. 역산된 속도모델을 이용하여 Kirchhoff구조보정을 실시한 결과 실제 속도모델구조에 근사한 단면영상을 얹을 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.410-415
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• 2013

음향 표적강도는 잠수함의 생존성을 보장하기 위한 중요한 설계 고려 요소이다. 잠수함이 대형화 됨에 따라 음향 표적강도 저감을 위한 대표적인 방법으로 알베리히 무반향 코팅재가 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 규칙적으로 배열된 알베리히 무반향 코팅재 단위 셀에 대해 유한요소법을 이용하여 음압 투과반사 계수를 해석하였다. 해석 결과는 문헌의 실험결과와 비교 검증하였다. 또한, 잠수함의 음향 표적강도 계산시 해석된 코팅재의 입력 임피던스를 이용하여 반사계수를 고려하였다. 마지막으로 알베리히 무반향 코팅재 적용에 따른 음향 표적강도 감소 효과(Case 1: 10dB, Case 2: 6dB)를 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.544-544
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• 2014

Energy harvesting technology, which scavenges electric power from ambient, otherwise wasted, energy sources, has been explored to develop self-powered wireless sensors and possibly eliminate the battery replacement cost for wireless sensors. Among ambient energy sources, vibration energy can be converted into electric power through a piezoelectric energy harvester. For the last decade, although tremendous advances have been made in design methodology to maximize harvestable electric power under a given vibration condition, the research in reliability assessment to ensure durability has been stagnant due to the complicated nature of the multiple failure modes of a piezoelectric energy harvester, such as the interfacial delamination, fatigue failure, and dynamic fracture. Therefore, this study presents the first-ever system reliability analysis for multiple failure modes of a piezoelectric energy harvester using the Generalized Complementary Intersection Method (GCIM), while accounts for the energy conversion performance. The GCIM enables to decompose the probabilities of high-order joint failure events into probabilities of complementary intersection events. The electromechanically-coupled analytical model is implemented based on the Kirchhoff plate theory to analyze its output performances of a piezoelectric energy harvester. Since a durable as well as efficient design of a piezoelectric energy harvester is significantly important in sustainably utilizing self-powered electronics, we believe that technical development on system reliability analysis will have an immediate and major impact on piezoelectric energy harvesting technology.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권4호
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• pp.234-244
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• 2004

주파수 영역 유한요소 파동방정식의 3차원 모델링은 거대한 크기의 산재행렬(sparse matrix)인 임피던스 행렬을 풀어야 한다. 이러한 이유 때문에 파동방정식의 3차원 모델링은 주로 시간 영역에서 이루어지고 있다. 이 연구는 주파수 영역 파동방정식의 유한요소 3차원 모델링 연구의 일환으로 라플라스 영역에서 1개 주파수에 대한 파동방정식 해를 이용하여 주시와 진폭을 계산할 수 있는 SWEET(Suppressed Wave Equation Estimation of Traveltime) 알고리즘과 병렬 유한요소 솔버를 결합하여 주파수 영역 3차원 모델링을 시도 하였다. 이렇게 계산된 주시와 진폭은 파선이론에 기반하여 계산된 주시와 진폭과 달리 급경사 구조 또는 수평 속도의 비가 큰 곳에서도 정확하게 계산되며, Kirchhoff 구조보정에 유용하게 사용될 수 있다. 연구의 결과를 검증하기 위하여 SEG/EAGE 3D 암염 모델의 주시와 진폭 계산에 적용하여 이를 검증하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제36권5호
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• pp.406-412
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• 2003

FT-IR and thermography were used to investigate the infrared radiation characteristic of SiO$_2$ film and SiO$_2$/Fe$_2$O$_3$film coated on aluminum. Through FT-TR spectrum, SiO$_2$film showed high infrared absorption in accordance with the stretching vibration of Si-O-Si, and as$ Fe_2$$O_3$was mixed additional absorption band appeared resulting from the stretching vibration of Fe-O at $590cm^{-1}$ and the bond of Si-O-Fe at $900 cm^{-1}$ The two kinds of film measured by the integration method and the reflective method coincided with each other in the wavelength area of infrared absorption and radiation, and corresponded well with Kirchhoff's law as the infrared emissivity is high in wavelength where infrared absorption rate is high. The emissivity of $SiO_2$ film was 0.65 and that of $SiO_2$/Fe$_2$$O_3$film was 0.77, so the addition of$ Fe_2$$O_3$ raised the infrared emissivity by approximately 13%.$ SiO_2$$Fe_2$$O_3$ film is efficient as an infrared radiator at below $100^{\circ}C$. The temperature of heat radiation after 7 minutes was 117$^{\circ}C$ in aluminum plate and $155^{\circ}C$ in $SiO_2$$Fe_2$$O_3$ film, $38^{\circ}C$ higher than the former.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.233-236
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• 2000

The acoustical response of fish depends on size and physical structure na, most important, on the presence or absence of a swimbladder. Acoustic scattering models for swimbladdered fish represent a fish by an ideal pressure-release surface having the size and shape as the swimbladder. Target strength experiments of red seabream (Chrysophrys major) have been conducted using 38 (split-beam), 120 (split-beam) and 200kHz (dual-beam) frequencies. At each start of each experiment, the live fish are placed in the cage at the surface, then the cage is lowed to about $4{\cal}m$ depth where it remains during the measurements. To test the acoustic models, predictions of target strength based on swimbladder morphometries of 10 red seabream offish total length from $103{\cal}mm{\;}to{\;}349{\cal}mm$ ($3 <$TL/\lambda$ < 45)are compared with conventional target strength measurements on the same, shock-frozen immediately after caged experiments. X-ray was projected along dorsal aspect to know the morphological construction of swimbladder. and fish body. At high frequencies, Helmholtz-kirchhoff(HK) approximation would greatly enhance swimbladdered fish modeling. Sound scattering model [HK-ray approximation model] for comparison to experimental target strength data was used to model backscatter measurements from individual fish. The scattering data can be used in the inverse method along with multiple frequency sonar systems to investigate the adequacy of classification and identification of fish

• Composites Research
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• 제14권6호
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• pp.16-23
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• 2001

인발 와인딩에 의한 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동해석을 수행하였다. 이 목적의 수행을 위해 새롭게 제작된 와인더를 전통적 인발 시스템에 부탁하여 시편을 제작하였다. 또한 인발-와인딩된 시편을 제작할 수 있는 새로운 공법을 개발하였다. 이 연구를 위해 유한요소 해석 프로그램 POSTII를 확장 개발하였다. 비선형유한요소 수식화에는 2차 피올라-키르히호프 응력 텐서와 그린 변형률 텐서에 기초한 업데이트된 라그란지언 표현법이 사용되었다. 복합재료 중공봉의 유한요소 모델링을 위해 8절점 응축쉘요소를 사용하였다. 파손평가를 위해 모든 유한요소의 각 단층에서의 평균응력을 최대음력 판정법에 대입하였다. 수치해석 예로서 불포화 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동을 초기 하중상태에서 최종 붕괴가지 조사하였다. 파손에 따른 강성저하와 응력제하를 고려한 유한요소해석 결과는 극만 하중과 파손 및 변형에서 실험치와 잘 일치하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권4호
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• pp.385-398
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• 2018

In the present paper, we offer a new flat shell finite element. It is the result of the combination of a membrane element and a bending element, both based on the strain-based formulation. It is known that $C^{\circ}$ plane membrane elements provide poor deflection and stress for problems where bending is dominant. In addition, they encounter continuity and compliance problems when they connect to C1 class plate elements. The reach of the present work is to surmount these problems when a membrane element is coupled with a thin plate element in order to construct a shell element. The membrane element used is a triangular element with four nodes, three nodes at the vertices of the triangle and the fourth one at its barycenter. Each node has three degrees of freedom, two translations and one rotation around the normal. The coefficients related to the degrees of freedom at the internal node are subsequently removed from the element stiffness matrix by using the static condensation technique. The interpolation functions of strain, displacements and stresses fields are developed from equilibrium conditions. The plate element used for the construction of the present shell element is a triangular four-node thin plate element based on Kirchhoff plate theory, the strain approach, the four fictitious node, the static condensation and the analytic integration. The shell element result of this combination is robust, competitive and efficient.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.251-258
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• 2005

The free vibration of a spinning flexible disk-spindle system supported by hydro dynamic bearings (HDB) in an HDD is analyzed by FEM. The spinning flexible disk is described using Kirchhoff plate theory and von Karman non-linear strain, and its rigid body motion is also considered. It is discretized by annular sector element. The rotating spindle which includes the clamp, hub, permanent magnet and yoke, is modeled by Timoshenko beam including the gyroscopic effect. The flexible supporting structure with a complex shape which includes stator core, housing, base plate, sleeve and thrust pad is modeled by using a 4-node tetrahedron element with rotational degrees of freedom to satisfy the geometric compatibility. The dynamic coefficients of HDB are calculated from the HDB analysis program, which solves the perturbed Reynolds equation using FEM. Introducing the virtual nodes and the rigid link constraints defined in the center of HDB, beam elements of the shaft are connected to the solid elements of the sleeve and thrust pad through the spring and damper element. The global matrix equation obtained by assembling the finite element equations of each substructure is transformed to the state-space matrix-vector equation, and the associated eigen value problem is solved by using the restarted Arnoldi iteration method. The validity of this research is verified by comparing the numerical results of the natural frequencies with the experimental ones. Also the effect of supporting structures to the natural modes of the total HDD system is rigorously analyzed.