수중음향 위치시스템은 해상뿐만 아니라 수중 표적의 위치 측정에 널리 쓰이고 있다. 최근에 이러한 시스템은 해양 시설물의 설치나 수중 구조물의 검사 등 여러 분야에서 응용되고 있다. 그러나, 이들 시스템은 잡음이 섞인 수신 신호와 파랑에 의한 측정 선박의 불규칙한 운동 등으로 인하여 위치 오차를 포함하고 있기 때문에, 이 논문에서는 위치의 정도를 높이기 위하여 단기선(SBL) 음향 위치 시스템에 칼만 필터를 적용시켰다. 필터에 의해 결정된 최적 위치는 원래의 잡음이 섞인 위치보다 개선된 것을 시뮬레이션과 기존의 실측 자료를 이용하여 비교 확인하였다.
본 연구에서는 3MHZ의 접속 음향변환자를 사용하여서 고체 샘플에서 반사되어 오는 음향파를 검출하는 시스템을 구성하였고, 이를 이용하여 음향 변환자의 촛점위치와 고체표면과의 거리(Z)에 따른 음향 반사신호의 특성곡선 V(Z)을 검출하였다. 여러가지 고체재료의 V(Z) 특성곡선을 실험에의해 검출한 결과 고체에따라 그들 고유의 V(Z)특성곡선 모양을 나타내고 있음을 보여 주었다. 본 연구에서는 V(Z)곡선을 분석하면 고체특성을 판별할 수 있음을 제시하였다.
On-demand droplet generation with tunable droplet volume is fundamental in many droplet microfluidic applications. In this work, we propose an acoustofluidic method to produce water-in-oil droplets with prescribed volume in an on-demand manner. Surface acoustic waves produced from a slanted interdigital transducer are coupled with parallel laminar streams of dispersed and continuous phase fluids. Acoustic radiation force acting on the fluid interface enable generation of droplets in a microfluidic chip. We expect that the proposed acoustofluidic droplet generation method will serve as a promising tool for on-demand droplet generation with on-chip droplet volume control.
Underwater acoustic positioning systems have been extensively used not only in surface position fixing but also in underwater position fixing. Recently, these systems have been applied in the field of installation and underwater inspection of offshore platforms etc. But in these systems are included the fixing errors as results of a signal with additive noise and irregular motion of vessel by ocean waves. To improve the accuracy of the position fixing a Kalman filter is applied to the supershort baseline (SSBL) acoustic positioning system with beacon mode in noise conditions. The position data obtained by the Kalman filter is compared with raw position data and it is confirmed in the simulation that the former is more accurate than the latter. And an indicator monitoring the filtering effect is described while ship's moving.
The elastic properties and thickness of mullite environmental barrier coatings grown through chemical vapor deposition (CVD) on silicon carbide substrates were measured using frequency domain photoacoustic microscopy. In this technique, extremely narrow bandwidth surface acoustic waves are generated with an amplitude modulated laser source. A photorefractive crystal based interferometer is used to detect the resulting surface displacement. The complex displacement field is mapped as a function of source-to-receiver distance in order to extract the wavelength of the surface acoustic wave at a given excitation frequency, and the phase velocity is determined. The coatings tested exhibited spatial variations in thickness and mechanical properties. The measured surface wave dispersion curves were used to extract an effective value for the elastic modulus and the coating thickness. Nanoindentation was used to validate the measurements of the effective elastic modulus. The average elastic modulus measured through the coating thickness using nanoindentation is compared to the effective modulus found using the photoacoustic system. Optical microscopy is used to validate the thickness measurements. The results indicate that the photoacoustic microscopy technique can be used to estimate the effective elastic properties in coatings exhibiting spatial inhomogeneities, potentially providing valuable feedback for the optimization of the CVD growth process.
유체로 채워진 원통형 압전진동자 내부에서 중심축으로 집속되는 음파에 대해 진동자 내부에 삽입된 동심원의 고체튜브가 음장분포에 미치는 영향을 해석하였다. 원통형 압전진동자의 내부로부터 방사된 음파는 유체매질을 지나 고체튜브의 벽면에서 반사 및 투과를 하여 중심축에 집속된다. 이때 고체튜브의 음향임피던스 및 두께 등에 의해 중심에 집속되는 음장 분포가 변한다. 이를 이론적으로 해석하기 위하여 각 매질에 대한 전달행렬을 도출하였고 이를 적용하여 중심축에서의 음압수준을 이론적으로 해석하였다. 여러 가지 두께를 갖는 아크릴 튜브에 대해서 중심축 상에서 측정한 음압수준의 변화는 이론해석의 결과와 잘 일치하였으며 중심에 형성되는 음압은 고체튜브의 두께에 따라 매우 민감하게 변화함을 확인하였다.
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.
The vehicle interior noise caused by exterior fluid flow field is one of critical issues for product developers in a design stage. Especially, turbulence and vortex flow around A-pillar and side mirror affect vehicle interior noise through a side window. The reliable numerical prediction of the noise in a vehicle cabin due to exterior flow requires distinguishing between the aerodynamic (incompressible) and the acoustic (compressible) surface pressures as well as accurate computation of surface pressure due to this flow, since the transmission characteristics of incompressible and compressible pressure waves are quite different from each other. In this paper, effective signal processing technique is proposed to separate them. First, the exterior flow field is computed by applying computational aeroacoustics techniques based on the Lattice Boltzmann method. Then, the wavenumber-frequency analysis is performed for the time-space pressure signals in order to characterize pressure fluctuations on the surface of a vehicle side window. The wavenumber-frequency diagrams of the power spectral density shows clearly two distinct regions corresponding to the hydrodynamic and the acoustic components of the surface pressure fluctuations. Lastly, decomposition of surface pressure fluctuation into incompressible and compressible ones is successfully accomplished by taking the inverse Fourier transform on the wavenumber-frequency diagrams.
이방성 적층 복합재 판의 과도적인 파동 해석을 위한 새로운 방법을 제시하였다. Gabor wavelet을 사용하는 wavelet 변환을 분산성 굽힘파의 시간-주파수 해석에 적용하였다. 시간-주파수 영역에서 wavelet 변환의 크기의 최대값은 군속도의 도달시간을 나타냄을 보였다. 음향방출원으로서 연필심 파단을 사용하여 준등방성 판과 일방향 보강 적층판에서 실험을 수행하였다. 굽힘파의 분산 예측을 위하여 Mindlin 판이론을 사용하였으며,주파수의 함수로 몇 개의 방향에 대해 측정한 군속도 실험 결과와 잘 일치하였다. 굽힘파의 주파수 의존 도달 시간과 같은 파의군속도 방향의존성을 이용하여 이방성 판에서의 파손 위치를 결정하였으며, 그 결과를 제시하였다.
Using Shear-free Ship wake theory it was predicted the detectable submarine's turbulent wake on the sea surface was about 12km long when there was no breaking waves on the sea surface. It means that there are sufficient detectable turbulent kinetic energies on the sea surface as well as in the water. In this paper, we have proposed some concepts of non acoustic anti-submarine surveillance systems; SAR for sea surface surveillance, LIDAR for sub-surface surveillance and propelled gliders for under -water surveillance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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