• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권4호
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• pp.505-513
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• 2017

Cavitation is a phenomenon caused by vapour cavities that is produced in rapid pressure changes. When the cavitation happened, the sound pressure level of a underwater radiated noise is increased rapidly. As a result, it can increase the probability of the identification or classification of a our warship's acoustic signature by an enemy ship. However, there is a problem that it is hard to precisely detect the occurrence of a cavitation noise. Therefore, this paper presents recent improvements in terms of the cavitation noise measurement by using continuous wavelet transform and DEMON(Detection of Envelope Modulation on Noise) signal processing. Then, we present that the suggested scheme is more suitable for detecting the cavitation than existing algorithms.

• 센서학회지
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• 제30권1호
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• pp.25-29
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• 2021

In this study, we successfully developed a highly reliable ultrasonic sediment sensor to detect the sediment levels in sewer pipes in harsh environments. The ultrasonic transducer employed in the ultrasonic sediment sensor was designed so as to possess a simple structure. The developed sensor was carefully optimized by simulating the electromechanical characteristics, radiated sound wave pressures, and directivity via finite element analysis. It was also designed to possess a simple mounting structure minimizing the flow disturbance in a 400-mm sewer pipe; additionally, eight ultrasonic transducers were arranged in a four-channel mode, allowing for measurement of the sediment height in five easy steps. Through experimental evaluations, we verified the performance of the ultrasonic sediment-level sensor and its industrial applicability. The results suggested that although the precision value was notably low at 15 mm, the sediment detection performance was adequate; therefore, the developed sensor can potentially be used in industrial applications.

• 한국음향학회지
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• 제25권1호
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• pp.43-48
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• 2006

압전식 충격파 쇄석기를 사용하여 대상물을 파쇄하는 과정에서 발생하는 음의 특성을 조사한 결과, 대상물이 파쇄됨에 따라 방사음이 더욱 저주파대로 이동한다는 실험적인 결과가 발표되었고(2), 이 결과를 입증하기 위하여 실제의 대상물이 파쇄되어가는 과정을 모델링하여 제작한 대상물을 사용한 실험에서도 동일한 결과가 관측되었다. 본 논문에서는 이와 같이 실험적으로 밝혀진 연구결과를 이론적으로 확인하고자 한다. 따라서, 유한요소법을 이용한 수치 시뮬레이션을 실험과 유사하게 모델링한 대상물에 실행하였고, 시뮬레이션에서 관측된 결과를 제시하여 실험적으로 관측된 결과가 이론적으로도 유효하다는 것을 입증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제29권7호
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• pp.448-457
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• 2010

단면의 형상이 길이방향으로 일정한 무한길이 도파관 구조물 (waveguide structures)에 대한 진동 및 파동전파 특성은 도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)을 이용해 효과적으로 해석할 수 있다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 해석하므로 모델의 크기가 작고 연산시간이 짧다는 장점이 있다. 도파관 구조물이 외부 유체와 연성된 경우, 원통형 실린더 또는 파이프와 같이 단면의 형상이 단순한 경우에는 이론적 해석을 수행할 수 있다. 반면 복잡한 형상의 단면을 가진 도파관구조물이 유체와 연성된 경우에는 수치해석 방법이 요구된다. 외부 유체와 연성된 도파관 구조물은 외부 유체와 도파관유한요소 (WFE)를 연성시켜 해석하는 수치해석 방법을 고려할 수 있다. 본 논문에서는 외부 유체 모델링에 경계요소 (Boundary Element)를 도입하고 이를 도파관유한요소와 연성시킨 WFE/BE 방법을 소개한다. 이 방법의 적용 예로써 단순형상의 파이프에 대해 외부 유체의 유/무에 따른 분산선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 이를 이론해석 결과와 비교하였다. 또한 WFE/BE 방법을 이용해 파이프에서 외부 유체로 방사되는 음향파워를 구하고 접수 유/무에 따른 영향을 살펴보았다.

• 한국음향학회지
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• 제32권6호
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• pp.472-483
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• 2013

잠수함 소나 운용 요원의 능력을 향상시키기 위한 실제 해상 훈련은 많은 비용과 제약사항이 따른다. 소나 시뮬레이터는 이러한 문제점을 해결하고, 실제와 유사한 전장 환경을 모의함으로써 소나 운용 요원의 능력과 훈련 성과를 극대화시킨다. 본 연구에서는 수동 소나 시뮬레이터의 알고리즘을 제시하였으며, 알고리즘은 기동모듈, 소음원모듈, 소음 전달 모듈의 3가지 모듈로 나뉘었다. 기동모듈은 3차원 좌표계를 이용하여 함정의 기동을 구현하였으며, 시간 간격은 함정의 변침률에 따라 설정하였다. 소음원 모듈은 표적 소음, 해양 배경 소음, 자체소음으로 구성하였다. 표적 소음은 주파수 특성에 따라 비변조 협대역, 변조 협대역, 비변조 광대역, 변조 광대역 신호로 구분하였으며, 톤수와 속력에 의존하는 함정 방사소음 준위를 적용하였다. 해양 배경 소음은 음향도파관 효과가 고려된 바람 소음과 그외 배경 소음으로 모의하였으며, 자체소음은 유체소음과 소나돔 삽입 손실로 모의하였다. 소음 전달 모듈은 음선 기반의 모델을 이용하였으며, 기동 모듈의 각 시간에서 고유음선의 진폭, 위상, 시간지연을 합산하여 주파수 영역에서 표적 소음에 곱하였다. 최종적으로 시나리오에 따른 모의 결과 실제 해양에서 발생하는 소음과 유사한 경향을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.69-76
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• 2020

수중에서 방사된 음원의 신호는 해수면, 해저면 반사에 의한 다중경로 시간지연(multi-path time-delay)을 포함하여 체계(system)의 센서에 수신된다. 다중경로 환경과 복잡한 해양환경의 외란(disturbance)에 의해 수신된 신호간 상관성(coherence)이 저하된다. 따라서, 신호간 시간지연값을 이용하여 수중음원의 위치를 추정하는 체계는 추정성능의 저하가 나타난다. 이러한 환경에서도 강인한 음원 위치 추정성능을 위해 선배열(uniform line array), 평면배열(rectangular array)과 같은 다양한 형태의 센서배열과 빔형성(beamforming) 기법, 비용함수(cost-function)과 같은 신호처리를 이용하여 왔다. 본 연구에서는 선배열 형태의 doublet array와 추정된 시간지연값 보정 기법을 이용하고자 한다. 3 개의 doublet array를 동일 선에 위치하였으며 각각의 doublet array에 수신된 신호간의 시간지연값을 2 단계로 추정하였다. 수신신호에 대해 상호상관(cross-correlation) 함수를 적용하여 추정된 시간지연값을 수신신호의 중심주파수(center-frequency)와 array의 개구경(aperture) 및 수중음원과의 기하학적 관계에 따라 보정하여 최종의 시간 지연값을 얻었으며 이로부터 음원의 거리와 방위를 추정하였다. 제안한 기법의 타당성을 확인하기 위해, Monte-Carlo method를 이용하여 시뮬레이션하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.8-13
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• 2014

본 연구에서는 대전류공급장치시스템(PCITS)을 이용하여 열동전자식 배선용차단기(MCCB)에 과전류를 인가하였을 때 소손된 패턴을 해석하는 데 있다. MCCB의 트립바가 소손된 상태에서 PCITS로 과전류 150 A를 5 s 동안 흘렀을 때 우측에 위치한 온도 조절 장치의 표면이 심하게 탄화되었다. 동일한 조건에서 300 A의 과전류를 5 s 동안 흘렸을 때 온도 조절 장치의 전체가 열화(劣化)되어 납작하게 밀착되었다. 과전류 450 A를 5 s 동안 흘렸을 때 온도 조절 장치의 코일은 융융 및 단선이 발생하였다. 또한 접점, 외함 및 상부 덮개 등에서 탄화 흔적 및 변형이 확인되었다. 과전류600 A를 공급하고 3 s 정도가 경과되었을 때 MCCB의 내부에서 흰색 연기가 발생하였고, 불꽃이 외부로 방사되었다. 그리고 탁(딱)하는 소리와 동시에 과전류의 공급이 중단되었다. 동일한 MCCB를 일반 화염으로 소손시켰을 때 작동 손잡이, 단자, 소호 장치 및 온도 조절 장치 등의 표면에 탄화가 고르게 형성된 것을 알 수 있다. 또한 작동 기구부의 트립바는 녹아 흘러 내렸으며, 작동 금속핀은 트립 상태로 이동된 것이 확인된다.