• 한국해양공학회지
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• 제18권5호
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• pp.15-21
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• 2004

An edge tone is the discrete tone or narrow-band sound produced by an oscillating free shear layer, impinging on a rigid surface. In this paper, we present a 2-D edge tone to predict the frequency characteristics of the discrete oscillations of a jet-edge feedback cycle, using the finite difference lattice Boltzmann method (FDLBM). We use a modified version of the lattice BGK compressible fluid model, adding an additional term and allowing for longer time increments, compared to a conventional FDLBM, and also use a boundary fitted coordinates system. The jet is chosen long enough in order to guarantee the parabolic velocity profile of the jet at the outlet, and the edge consists of a wedge with an angle of ${\alpha}$ = 23. At a stand-off distance, the edge is inserted along the centerline of the jet, and a sinuous instability wave, with real frequency, is assumed to be created in the vicinity of the nozzle and propagates towards the downstream. We have succeeded in capturing very small pressure fluctuations, resulting from periodical oscillations of a jet around the edge. The pressure fluctuations propagate with the speed of sound. Its interaction with the wedge produces an non-rotational feedback field, which, near the nozzle exit, is a periodic transverse flow, producing the singularities at the nozzle lips.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1915-1920
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• 2004

An edge tone is the discrete tone or narrow-band sound produced by an oscillating free shear layer impinging on a rigid surface. In this paper we present a two-dimensional edge tone to predict the frequency characteristics of the discrete oscillations of a jet-edge feedback cycle by the finite difference lattice Boltzmann method. We use a new lattice BGK compressible fluid model that has an additional term and allow larger time increment comparing a conventional FDLB model, and also use a boundary fitted coordinates. The jet is chosen long enough in order to guarantee the parabolic velocity profile of the jet at the outlet, and the edge consists of a wedge with an angle of ${\alpha}=23^{\circ}$ . At a stand-off distance ${\omega}$ , the edge is inserted along the centreline of the jet, and a sinuous instability wave with real frequency f is assumed to be created in the vicinity of the nozzle and to propagate towards the downstream. We have succeeded in capturing very small pressure fluctuations result from periodically oscillation of jet around the edge. That pressure fluctuations propagate with the sound speed. Its interaction with the wedge produces an irrotational feedback field which, near the nozzle exit, is a periodic transverse flow producing the singularities at the nozzle lips.

• 한국음향학회지
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• 제25권4호
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• pp.184-190
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• 2006

최근에 Lee 등은 1차원 수평배열 센서만을 사용하여 다중경로를 통해 들어오는 신호로부터 표적의 3차원 위치를 추정하였다. 그러나 이 기법에서 음속은 수심에 상관없이 일정하다고 가정하였기 때문에 음속이 수심에 따라 다양하게 변화하는 실제 해양환경에서는 그 추정 성능이 현저하게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 비균일 음속 환경에 적합한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 선형의 음속구조를 가지는 근거리 다중경로 환경에서 음파전달 모델을 기반으로 한 위치추정함수를 구성하였으며 이로부터 표적의 방위각, 거리 및 깊이를 3차원 탐색을 통하여 추정하였다. 선형 음속구조 및 실제 환경과 유사한 비선형 음속구조를 적용하여 제안한 기법의 성능을 기존의 기법과 비교, 분석하였으며 기존의 기법에 비해 거리 추정 오차는 최대 100m, 깊이 추정 오차는 50m정도 감소됨을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.113-118
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• 2004

This paper presents a two-dimensional edge tone to predict the frequency characteristics of the discrete oscillations of a jet-edge feedback cycle by the finite difference lattice Boltzmann method (FDLBM). We use a new lattice BGK compressible fluid model that has an additional term and allow larger time increment comparing the conventional FDLBM, and also use a boundary fitted coordinates. The jet is chosen long enough in order to guarantee the parabolic velocity profile of the jet at the outlet, and the edge consists of a wedge with an angle of $\alpha=23^0$. At a stand-off distance $\omega$, the edge is inserted along the centreline of the jet, and a sinuous instability wave with real frequency f is assumed to be created in the vicinity of the nozzle and th propagate towards the downstream. We have succeeded in capturing very small pressure fluctuations result from periodically oscillation of jet around the edge. That pressure fluctuations propagate with the sound speed. Its interaction with the wedge produces an irrotational feedback field which, near the nozzle exit, is a periodic transverse flow producing the singularities at the nozzle lips. The lattice BGK model for compressible fluids is shown to be one of powerful tool for computing sound generation and propagation for a wide range of flows.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.205-212
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• 2014

이 연구에서 현대자동차의 단순실험모델(HSM)에 대한 썬루프 버페팅에 대한 수치해석이 수행되었다. 검증을 위하여 HSM 목부위의 경계층에 대한 속도분포 해석결과를 실험결과와 비교하였다. 썬루프 해석은 두 단계로 이루어졌다. 첫 번째로 난류 RANS 모델을 이용하여 정상상태 해석이 수행되었으며, 해석결과는 CAA++의 입력값으로 사용된다. 두 번째 단계는 유동속도에 대한 1차 최대 압력피크와 버페팅 주파수 해석을 위한 비정상상태 해석이 CAA++에서 이루어졌다. 주파수와 음향압력의 수치해석 결과는 타당한 물리적 현상을 보여주고 있으며, 현대 자동차의 실험결과와 잘 일치하는 결과를 보여주었다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제12권1호
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• pp.1-15
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• 2008

An edgetone is the discrete tone or narrow-band sound produced by an oscillating free shear layer, impinging on a rigid surface. In this paper, 2-dimensional edgetone to predict the frequency characteristics of the discrete oscillations of a jet-edge feedback cycle is presented using lattice Boltmznan model with 21 bits, which is introduced a flexible specific heat ratio y to simulate diatomic gases like air. The blown jet is given a parabolic inflow profile for the velocity, and the edges consist of wedges with angle 20 degree (for symmetric wedge) and 23 degree (for inclined wedge), respectively. At a stand-off distance w, the edge is inserted along the centerline of the jet, and a sinuous instability wave with real frequency is assumed to be created in the vicinity of the nozzle exit and to propagate towards the downward. Present results presented have shown in capturing small pressure fluctuating resulting from periodic oscillation of the jet around the edge. The pressure fluctuations propagate with the speed of sound. Their interaction with the wedge produces an irrotational feedback field which, near the nozzle exit, is a periodic transverse flow producing the singularities at the nozzle lips. It is found that, as the numerical example, satisfactory simulation results on the edgetone can be obtained for the complex flow-edge interaction mechanism, demonstrating the capability of the lattice Boltzmann model with flexible specific heat ratio to predict flow-induced noises in the ventilating systems of ship.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권2호
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• pp.225-234
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• 2018

A Multibeam Echo Sounder (MBES) is commonly used for rapid seafloor mapping. We herein present a time-domain integrated system simulation technique for MBES development. The Modeling and Simulation (M&S) modules consist of four parts: sensor array signal transmission, propagation and backscattering modeling in the ocean environment, beamforming of the received signals, and image processing. Also, the simulation employs a ray-theory-based algorithm to correct the reconstructed bathymetry, which has errors due to the refraction caused by the vertical sound velocity profile. The developed M&S technique enables design parameter verification and system parameter optimization for MBES. The framework of this technique can also be potentially used to characterize the seabed properties. Finally, typical seafloor images are presented and discussed.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권2호
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• pp.130-137
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• 2012

수중 글라이더는 해양의 수직 물성을 라그랑지안 방식으로 파악하기 위해 새롭게 고안된 관측 플랫폼이다. 한국해양연구원은 2011년 3월 국내 최초로 경북 후포와 울릉 서안까지 177 km의 수평거리를 총 6일(153시간)동안 경로 계획을 통해 자율 잠항관측을 성공하였다. 실험에 사용한 글라이더는 미국 ANT사의 Littoral Glider 였으며, 주관측 센서로는 Applied Microsystem사의 수온 및 음속 센서를 장착하였다. 시험 운항 동안 경로 대상 해역의 수심 5 m에서 200 m까지 매 5초마다의 수온 및 음속 프로파일 총 1408회 취득하였다. 또한 시험 운항 중에 수중 글라이더가 보유하고 있는 다양한 운동모드(정점 수직 관측 모드, 경로 추종 모드, 선수각 유지 모드, 정점 유지 모드, 특정 수심 유지 모드 등)를 시험하였고, 모든 운동모드가 정상적으로 운영됨을 확인하였다. 이번 실해역 조사를 통해, 수중 글라이더는 최대 2노트 이하의 해류 환경 하에서 사용자가 원하는 방향과 심도대로 관측을 수행할 수 있으며, 내부 부력 조절 없이 최대 5 kg의 센서 탑재가 가능함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권6호
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• pp.75-81
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• 2001

본 논문에서는 근거리 효과를 이용하여 음원의 위치를 추정하는 탐지 기법을 해양환경에 적용할 경우에 발생할 수 있는 위치추정 오차에 관하여 분석하였다. 삼각 (triangulation) 알고리듬과 파면곡률 (wavefront curvature) 알고리듬 등을 이용하는 근거리 탐지 기법은 음파가 2차원 평면 (방위, 거리)에서 전달된다고 가정한다. 그러나 해양환경은 2차원 평면이 아닌 3차원 공간 (방위, 거리, 수심)이므로 음파전달에 따른 오차가 발생할 수 있다. 3차원 공간을 가정한 경우에도 해양에서의 다중경로 음파전달을 고려하지 않았다면 역시 오차가 발생하게 될것이다. 근거리 탐지 기법의 위치추정 오차를 분석하기 위하여 다중경로 음파전달모델과 파면곡률을 이용한 초점 빔형성 (focused beamforming)기법을 이용하여 시뮬레이션하였다. 분석결과 수중음속구조, 해저면 수심, 해저면 경사와 음원의 거리 등에 따라 위치추정 오차가 달라짐을 볼 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제38권5호
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• pp.494-510
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• 2019

수중음향통신시스템의 모뎀이나 채널 코딩 설계를 위한 채널 매개변수는 임펄스 응답, 지연 확산, 산란함수, 도플러 확산, 상관 대역폭, 주파수 선택적 페이딩, 상관 시간 및 시변 진폭 페이딩의 통계적 분포 함수 등이다. 이들 매개 변수들은 주어진 해양 음향 조건에서 수층의 음속 구조, 플렛폼의 운동이나 해면의 거칠기에 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신기 고정 천해 수중음향통신 채널에 대한 페이저 기반의 채널 모델과 모의실험 및 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법을 제시하고 천해의 실험 자료를 이용하여 이들 매개변수들을 해석하였다. 송수신기 거리가 300 m와 600 m에 대한 이들 매개 변수들은 직접파, 산란 성분을 갖는 해면 반사파 및 해저 반사파로 구성되는 3개 다중 경로에 의해 그 특징이 결정됨을 보인다. 연구의 결과는 천해 고정 시스템의 채널 모델 방법, 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법 및 시스템 설계와 성능평가 방법을 제시한다.