• 제목/요약/키워드: Nonlinear propagation characteristics

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Anomalous Propagation Characteristics of an Airy Beam in Nonlocal Nonlinear Medium

  • Wu, Yun-Long;Ye, Qin;Shao, Li
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권2호
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    • pp.191-197
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    • 2021
  • The anomalous propagation characteristics of a single Airy beam in nonlocal nonlinear medium are investigated by utilizing the split-step Fourier-transform method. We show that besides the normal straight propagation trajectory, the breathing solitons formed by the interaction between Airy beam and nonlocal nonlinear medium can propagate along the sinusoidal trajectory, and the anomalous trajectory can be modulated arbitrarily by altering the initial amplitude and the nonlocal nonlinear coefficient. In addition, the initial amplitude and the nonlocal nonlinear coefficient can have inverse impacts on the formation and transformation of the equilibrium state of spatial solitons, when the two parameters are larger than certain values. Therefore, the reversible transformation of the evolution dynamics of two soliton states can be realized by adjusting those two parameters properly. Finally, it is shown that the propagation properties of the solitons formed by the interaction between Airy beam and nonlocal nonlinear medium can be controlled arbitrarily, by adjusting the distribution factor and nonlocal coefficient.

바이스펙트럼해석을 이용한 혈관의 비선형 맥동전파특성 계측에 대한 모의실험 (A Sham Experiment for the Measurement of Nonlinear Pulse Propagation Characteristics of Blood Vessel Using Bispectral Analysis)

  • 장경영;김경조
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.525-532
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    • 1995
  • 이 연구는 다음 두가지 사실에 기초를 두고 있다. 첫째, 혈관의 맥동은 전통적으로 동양의 한방에서 오랫동안 인체진단을 위해 사용되어져 왔다는 것이고, 둘째는 신체조직에서 파동의 비선형전파특성이 의용진단에 유용한 정보를 준다는 것이다. 따라서, 혈관의 벽을 전파하는 맥동파의 비선형전파특성은 의용진단을 위하여 효과적으로 이용될 수 있다는 것을 예측할 수 있다. 본 논문에서는, 혈관을 따른 두 지점에서 변위파형을 초음파 도플러 신호에 대한 직교검파에 의해 구하고, 여기에 바이스펙트럼해석과 볼테라모델전개를 적용하여 두지점 사이의 비선형 전달함수를 추정하며, 이것이 의용진단에 적용가능한지 모의샘플에 대하여 고찰하는 것을 목적으로 한다.

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Biomaterials toward Future Medicine

  • Sakurai, Yasuhisa
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.117-118
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    • 1986
  • It is well known that nonlinear propagation characteristics of the wave in the tissue may give very useful information for the medical diagnoisis. In this paper, a new method to detect nonlinear propagation characteristics of the internal vibration in the tissue for the low frequency mechanical vibration by using bispectral analysis is proposed. In the method, low frequency vibration of f0( = 100Hz) is applied on the surface of the object, and the waveform of the internal vibration x (t) is measured from Doppler frequency modulation of silmultaneously transmitted probing ultrasonic waves. Then, the bispectra of the signal x (t) at the frequencies (f0, f0) and (f0, 2f0) are calculated to estimate the nonlinear propagation characteristics as their magnitude ratio, w here since bispectrum is free from the gaussian additive noise we can get the value with high S/N. Basic experimental system is constructed by using 3.0 MHz probing ultrasonic waves and the several experiments are carried out for some phantoms. Results show the superiority of the proposed method to the conventional method using power spectrum and also its usefulness for the tissue characterization.

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바이스펙트럼 해석을 이용한 생체조직 내에서의 진동의 비선형 전파특성 계측 (Measurement of Nonlinear Propagation Characteristics of Vibration in the Tissue Using Bispectral Analysis)

  • 장경영
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.31-40
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    • 1993
  • It is well known that nonlinear propagation characteristics of the wave in the tissue may give very useful information for the medical diagnoisis. In this paper, a new method to detect nonlinear propa gation characteristics of the internal vibration in the tissue for the low frequency mechanical vibra lion by using bispectral analysis is proposed. In the method, low frequency vibration of $f_0(=100Hz)$ is applied on the surface of the object, and the waveform of the internal vibration ${\times}{\;}(t)$ is measured from Doppler frequency modulation of silmultaneously transmitted probing ultrasonic waves. Then, the bispectra of the signal ${\times}{\;}(t.)$ at the frequencies ($f_0,{\;}f_0$) and ($f_0,{\;}2f_0$) are calculated to estimate the nonlinear propagation characteristics as their magnitude ratio, where since bispectrum is free from the gallssian additive noise we can get the value with high S/N. Basic experimental system is con structed by using 3.0 MHz probing ultrasonic waves and the several experiments are carried out for some phantoms. Results show the superiority of the proposed method to the conventional method using power spectrum and also its usefulness for the tissue characterization.

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東海에서의 파랑추산을 위한 심해파랑모형에 대한 연구 (Deep Water Wave Model for the East Sea)

  • 윤종태
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권2호통권32호
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    • pp.116-128
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    • 1999
  • A deep water wave prediction model applicable to the East Sea is presnted. This model incorporates rediative transter of energy specrum, atmospheric input form the wind, nonlinear interaction, and energy dissipation by white capping. The propagation scheme by Gadd shows satisfactory results and the characteristics of the nonlinear interaction is simulated well by discrete interaction approximatiion. The application of the model to the sea around the Korean Peninsula shows reasonable agreement with the observation.

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비선형 차수에 따른 Boussinesq 모형의 천수변형 특성 (Shoaling Characteristics of Boussinesq Models with Varying Nonlinearity)

  • 박승민;윤종태
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.121-127
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    • 2008
  • 비선형의 정도에 따른 Boussinesq 모형의 특성을 비교하기 위해 약비선형 모형인 MIKE21 BW 모듈과 완전비선형 모형인 FUNWAVE 모형을 이용하여 수치실험을 수행하였다. 진폭별 조파실험, 심해 파형경사별 천수실험 그리고 사주 지형상의 파랑 전파실험을 수행하였고, 이상의 실험을 통해 비선형성이 부각되는 천해역에서 비선형 모형의 중요성을 확인하였다. 특히 완전 비선형 모형이 약비선형 모형에 비해 비대칭 파형의 재현성이 우수하고, 천수현상에 따른 파고의 증가가 상대적으로 크게 나타나는 모형 간 특성을 확인하였다.

On Long Wave Induced by a Sub-sea Landslide Using a 2D Numerical Wave Tank

  • 구원철
    • 한국해양공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • A long wave induced by a Gaussian-shape submarine landslide is simulated by a 2D fully nonlinear numerical wave tank (NWT). The NWT is based on the boundary element method and the mixed Eulerian/Lagrangian approach. Using the NWT, physical characteristics of land-slide tsunami, including wave generation, propagation, particle kinematics, hydrodynamic pressure, run-up and depression, are simulated for the early stage of long wave generation and propagation. Various sliding mass heights are applied to the developed model for a systematic sensitivity analysis. In particular, the fully nonlinear NWT results are compared with linear results (exact body-boundary conditions with linear free-surface conditions) to identify the nonlinear effects in the respective cases.

표면파의 음향 비선형성과 실험적 특성 검증 (Acoustic Nonlinearity of Surface Wave and Experimental Verification of Characteristics)

  • 이재익;권구도;이태훈;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.344-350
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 탄성 표면파에서의 비선형 거동의 이론적 배경을 소개하고 실험적으로 검증하는 것으로서, 이론상의 표면파의 비선형 파라미터는 벌크파에서와 같이 전파된 표면파의 2차 고조파 성분과 기본파 성분 크기의 비에 의존한다. 이를 검증하기 위해 접촉식 탐촉자를 이용한 측정 시스템을 구축하였고, 표면파 전파거리와 인가전압 크기를 변화시키며 알루미늄 6061 합금의 비선형 파라미터를 측정하였다. 또한, 비선형 파라미터를 측정함에 있어서 주파수 의존적 감쇠의 영향을 고려하였다. 이러한 과정을 통한 결과는 탄성 표면파의 비선형 파라미터가 인가전압의 크기에 독립적이며, 2차 고조파 성분의 크기는 전파거리에 선형적으로 의존할 것이라는 이론적 예측과 일치한다.

굽은 비선형 도파로를 이용한 완전 광 신호 처리 소자 (All-optical signal processing in a bent nonlinear waveguide)

  • 김찬기;정준영;장형욱;송준혁;정제명
    • 한국광학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.492-499
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    • 1997
  • 굽은 비선형 도파로를 이용한 완전 광 스위치와 굽은 비선형 Y 분기각을 갖는 도파로를 이용한 완전 광 논리 연산소자를 제안하였다. 제안된 완전 광 스위치와 완전 광 논리 연산소자는 굽은 비선형 도파로를 따라가는 비선형파의 전파에 기초를 두고 있다. 빔의 전파특성은 도파로의 비선형성과 입력 파워, 도파로의 굽은 각도 등의 파라미터에 의해 좌우되므로 파라미터를 변화시켜 가면서 파워의 출력 특성을 계산해 보았다. 또한, 비선형 물질로 빠져 나오는 파워를 다양한 위치의 검출기에서 계산함으로써 특정한 검출기의 위치에서 가장 이상적인 디지털 스위칭 특성을 찾았고 도파로 끝과 비선형 물질로 빠져 나오는 파워의 비율에 의해 다양한 논리 함수(AND, OR, XOR)를 구현해 보았다.

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자동차 배기계의 압력파 전파특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Pressure Wave Propagation in Automotive Exhaust System)

  • 차경옥;이준서;김형섭
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.18-26
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    • 1996
  • Based on experimental analysis, the characteristics of pulsating pressure wave propagation is clarified by testing of 4-stroke gasoline engine. The pulsating pressure wave in exhaust system is generated by pulsating gas flow due to working of exhaust valve. The pulsating pressure wave is closely concerned to the loss of engine power according to back pressure and exhaust noise. It is difficult to exactly calculate pulsating pressure wave propagation in exhaust system because of nonlinear effect. Therefore, in the first step for solving these problems, this paper contains experimental model and analysis method which are applied two-port network analysis. Also, it shows coherence function, frequency response function, back pressure, and gradient of temperature in exhaust system.

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