• 제목/요약/키워드: Time-Reversal Technique

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심해에서의 빔 다이버시티를 이용한 수중음향통신 성능 분석 (Performance analysis of underwater acoustic communication based on beam diversity in deep water)

  • 김동현;박희진;김재수;박정수;한주영
    • 한국음향학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.678-686
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    • 2019
  • 수중에서는 다중 경로로 인한 인접 심볼 간 간섭의 영향으로 통신 성능이 저하되며, 수동형 시역전 처리는 다중 경로를 완화하기 위한 가장 효율적인 기법이다. 수동형 시역전 처리의 성능을 향상시키기 위해 다이버시티 결합기법이 이용되고 있으며, 본 논문에서는 여러 각도로의 빔 조향을 통해 획득한 신호들을 결합하는 빔 다이버시티 결합기법을 이용하여 통신 성능을 분석하였다. 수직 선 배열 센서에 수신된 탐침 신호로부터 추정한 빔-시간 그래프를 통해 음파의 전달 각도들을 추정하였으며, 추정된 각도 중 결합 개수 및 방식에 따른 통신 성능을 분석하였다. 분석을 위해 2018년 10월 포항 동방 해역에서 수행된 Biomimetic Long range Acoustic Communications 2018(BLAC18) 실험 데이터를 활용하였으며, 통신 성능 지표로써 출력 신호 대 잡음비를 이용하였다.

Simulation Based Investigation of Focusing Phased Array Ultrasound in Dissimilar Metal Welds

  • Kim, Hun-Hee;Kim, Hak-Joon;Song, Sung-Jin;Kim, Kyung-Cho;Kim, Yong-Buem
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제48권1호
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    • pp.228-235
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    • 2016
  • Flaws at dissimilar metal welds (DMWs), such as reactor coolant systems components, Control Rod Drive Mechanism (CRDM), Bottom Mounted Instrumentation (BMI) etc., in nuclear power plants have been found. Notably, primary water stress corrosion cracking (PWSCC) in the DMWs could cause significant reliability problems at nuclear power plants. Therefore, phased array ultrasound is widely used for inspecting surface break cracks and stress corrosion cracks in DMWs. However, inspection of DMWs using phased array ultrasound has a relatively low probability of detection of cracks, because the crystalline structure of welds causes distortion and splitting of the ultrasonic beams which propagates anisotropic medium. Therefore, advanced evaluation techniques of phased array ultrasound are needed for improvement in the probability of detection of flaws in DMWs. Thus, in this study, an investigation of focusing and steering phased array ultrasound in DMWs was carried out using a time reversal technique, and an adaptive focusing technique based on finite element method (FEM) simulation. Also, evaluation of focusing performance of three different focusing techniques was performed by comparing amplitude of phased array ultrasonic signals scattered from the targeted flaw with three different time delays.

공간 필터를 이용한 수중음향통신의 인접 심볼 간 간섭 완화 (Mitigation of Inter-Symbol Interference in Underwater Acoustic Communication Using Spatial Filter)

  • 엄민정;박지성;지윤희;김재수
    • 한국음향학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.48-53
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    • 2014
  • 수중음향통신은 시변동성으로 인하여 도플러 편이를 발생하고, 다중경로로 인하여 지연 확산의 특성을 갖는다. 이러한 채널 특성은 인접 심볼 간 간섭을 발생시켜 통신 성능을 저하시킨다. 통신 성능을 개선하기 위하여 시역전, 공간 다이버시티, 위상 추정기 및 등화기 등과 같은 다양한 기법이 연구되고 있다. 본 논문에서는 시변동성 다중경로로 인한 인접 심볼 간 간섭을 완화하는 방법으로 빔 형성 기반의 공간 필터 기법을 제안한다. 제안된 기법은 원하는 신호방향으로 빔을 조향하여 공간상의 신호를 분리하고, 배열 이득으로 신호 대 간섭 잡음비를 향상시키고 통신 성능을 개선한다.

토끼 단일 심근세포에서 대사억제시 Inward Rectifier$(I_{K1})$의 변화 (Effect of Metabolic Inhibition on Inward Rectifier K Current in Single Rabbit Ventricular Myocytes)

  • 정유정;호원경;엄융의
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제1권6호
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    • pp.741-748
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    • 1997
  • In the present study, we have investigated the effect of metabolic inhibition on the inward rectifier K current ($I_{K1}$). Using whole cell patch clamp technique we applied voltage ramp from +80 mV to -140 mV at a holding potential of -30 mV and recorded the whole cell current in single ventricular myocytes isolated from the rabbit heart. The current-voltage relationship showed N-shape (a large inward current and little outward current with a negative slope) which is a characteristic of $I_{K1}$. Application of 0.2 mM dinitrophenol (DNP, an uncoupler of oxidative phosphorylation as a tool for chemical hypoxia) to the bathing solution with the pipette solution containing 5 mM ATP, produced a gradual increase of outward current followed by a gradual decrease of inward current with little change in the reversal potential (-80 mV). The increase of outward current was reversed by glibenclamide ($10\;{\mu}M$), suggesting that it is caused by the activation of $K_{ATP}$. When DNP and glibenclamide were applied at the same time or glibenclamide was pretreated, DNP produced same degree of reduction in the magnitude of the inward current. These results show that metabolic inhibition induces not only the increase of $K_{ATP}$ channel but also the decrease of $I_{K1}$. Perfusing the cell with ATP-free pipette solution induced the changes very similar to those observed using DNP. Long exposure of DNP (30 min) or ATP-free pipette solution produced a marked decrease of both inward and outward current with a significant change in the reversal potential. Above results suggest that the decrease of $I_{K1}$ may contribute to the depolarisation of membrane potential during metabolic inhibition.

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수용액으로부터 질산성질소 제거를 위한 기술 (Separation Technologies for the Removal of Nitrate-Nitrogen from Aqueous Solution)

  • 서양곤;정세영
    • 청정기술
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    • 제23권1호
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    • pp.1-14
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    • 2017
  • 높은 농도의 질산염을 포함하는 물은 인간의 건강을 위협하고 부영양화의 원인이 되기 때문에 제한 농도 이하로 처리되어야 한다. 그러나 질산염은 수용액에서의 높은 용해도로 인해 응집, 여과 및 침전과 같은 일반적인 처리공정으로는 제거가 거의 불가능하다. 따라서 흡착, 이온교환, 역삼투, 탈질과 전기투석과 같은 다른 기술이 질산염의 효과적인 제거를 위해 요구된다. 이들 각 기술은 비용, 수질 개선 정도, 잔류물 처리와 전처리 요구와 같은 인자의 비중에 따라 장점과 단점과 가능성을 가지고 있다. 흡착은 가격 효율성, 운전의 용이성과 설계의 간편성으로 가장 보편적으로 사용되는 공정이다. 흡착제의 표면개질은 질산이온 흡착능력을 개선하였다. 역전 전기투석과 역삼투의 질산-선택 멤브레인 공정은 수용액 중의 질산이온 제거에 오랜 동안 많은 지역에서 효과적임이 증명되었다. 두 기술은 높은 농도의 폐기물을 생성하고 이것의 신중한 처분이 필요하다.

후정해변 고파랑 조건하에서 파랑유속 방향전환점에서 발생하는 난류성분의 측정 (Measurement of Turbulence Properties at the Time of Flow Reversal Under High Wave Conditions in Hujeong Beach)

  • 장연식;도종대;김선신;안경모;진재율
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.206-216
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    • 2017
  • 교란운동에너지(TKE)와 레이놀즈 응력의 수직성분($-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$)에 대한 한 주기 파장 안에서의 시간변화를 관측자료를 사용하여 분석하였다. 관측자료는 동해에서 온대성저기압이 발달하였던 2017년 1월 14일부터 18일까지 동해안 후정해변에서 측정한 파랑자료를 사용하였다. 이 기간 동안 관측된 모든 파랑자료들 중에서 비슷한 형태를 갖는 수백 개의 규칙파들을 구분하였으며 이 자료를 토대로 Ensemble Average 기법을 사용하여 이 기간 파랑특성을 대표하는 세 개의 평균파를 계산하였다. 그리고 이 평균파를 기준으로 각 파의 요동을 측정하여 한 주기 동안의 교란운동에너지와 레이놀즈 응력을 계산하였다. 이렇게 계산된 자료들을 분석한 결과 교란운동에너지는 파랑의 평균유속과 비슷한 분포를 나타내었으나(즉 유속이 최대값을 나타낼 때 교란운동에너지도 최대값을 나타내었다), $-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$는 파랑의 수평유속 방향이 전환되는 '방향전환점'에서 가파르게 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 $-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$의 독특한 분포는 Nielsen(1992)에 의해 제안된 난류 convection 현상을 뒷받침하는 발견으로 퇴적물과 같은 물질들의 부유현상이 파랑의 '방향전환점(한 주기 안에서 파랑의 횡단방향 유속 부호가 바뀌는 시점)'에서 촉진될 수 있음을 보여준다. 이렇게 관측된 난류에너지 분포 특성을 CADMAS-SURF 모델을 사용하여 구현해 보았다. 그 결과 교란운동에너지의 경우 모델결과와 관측치 사이에 유사성이 발견되었으나 레이놀즈 응력($-{\bar{u^{\prime}w^{\prime}}}$)의 경우 모델이 '방향전환점'에서의 증가현상을 구현해 내지 못하였다. 이는 CADMAS-SURF와 같은 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 모델들이 가지는 한계점으로 RANS 모델의 경우 레이놀즈 응력과 같은 난류에너지가 평균유속의 분포에 강한 영향을 받기 때문인 것으로 판명되었다.

전기화학적 기법에 의한 미생물연료전지 내부저항 특성 파악 및 전력관리시스템 연계 전압 변화와 유기물 저감에 미치는 영향 (Identification of Internal Resistance of Microbial Fuel Cell by Electrochemical Technique and Its Effect on Voltage Change and Organic Matter Reduction Associated with Power Management System)

  • 장재경;박혜민;김태영;양윤석;여정진;강석원;백이;권진경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.220-228
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    • 2018
  • The internal resistance of microbial fuel cell (MFC) using stainless steel skein for oxidizing electrode was investigated and the factors affecting the voltage generation were identified. We also investigated the effect of power management system (PMS) on the usability for MFC and the removal efficiency of organic pollutants. The performance of a stack microbial fuel cell connected with (PMS) or PMS+LED was analyzed by the voltage generation and organic matter reduction. The maximum power density of the unit cells was found to be $5.82W/m^3$ at $200{\Omega}$. The maximum current density was $47.53A/m^3$ without power overshoot even under $1{\Omega}$. The ohmic resistance ($R_s$) and the charge transfer resistance ($R_{ct}$) of the oxidation electrode using stainless steel skein electrode, were $0.56{\Omega}$ and $0.02{\Omega}$, respectively. However, the sum of internal resistance for reduction electrode using graphite felts loaded Pt/C catalyst was $6.64{\Omega}$. Also, in order to understand the internal resistance, the current interruption method was used by changing the external resistance as $50{\Omega}$, $300{\Omega}$, $5k{\Omega}$. It has been shown that the ohm resistance ($R_s$) decreased with the external resistance. In the case of a series-connected microbial fuel cell, the reversal phenomenon occurred even though two cells having the similar performance. However, the output of the PMS constantly remained for 20 hours even when voltage reversal occurred. Also the removal ability of organic pollutants (SCOD) was not reduced. As a result of this study, it was found that buffering effect for a certain period of time when the voltage reversal occurred during the operation of the microbial fuel cell did not have a serious effect on the energy loss or the operation of the microbial fuel cell.

단일 벡터센서의 수중음향 통신 시스템 성능 향상을 위한 채널 파라미터 기반 가중 방법 (A channel parameter-based weighting method for performance improvement of underwater acoustic communication system using single vector sensor)

  • 최강훈;최지웅
    • 한국음향학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.610-620
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    • 2022
  • 음향 벡터센서는 한 위치에서 음향압력 뿐만 아니라 입자속도 및 가속도와 같은 벡터량을 동시에 수신할 수 있기 때문에 수중음향 통신 시스템의 단일입력다중출력 수신기로써 사용가능하다. 한편, 단일 벡터센서로 수신되는 벡터 신호는 송·수신기 간 방위각과 다중경로 각 요소의 전파각도에 따라 서로 다른 채널 특성을 갖기 때문에 다른 통신성능을 야기한다. 본 논문에서는 단일 벡터센서를 이용한 수중음향 통신 시스템의 성능 향상을 위한 채널 파라미터 기반 가중 방법을 제안한다. 제안 방법의 검증을 위해 Korea Reverberation Experiment(KOREX-17) 중에 수행된 통신실험 데이터를 사용하였다. 음향 송신기는 수신기로부터 멀어지면서 통신신호를 전송했으며 단일 벡터 수신기는 음향압력 신호와 x, y, 및 z 가속도 신호를 측정했다. 수신된 가속도 신호는 압력등가 입자속도 신호로 변환되어 음향압력 신호와 함께 다중채널 통신 시스템의 입력값으로 사용되었다. 통신 복조를 위해 시변 채널에 강인한 블록기반 시역전 기법이 활용되었으며, 통신 결과로부터 단일 벡터센서를 이용한 수중음향 통신 시스템에 대한 채널 파라미터 기반 가중 방법의 유효성이 입증되었다.

TMCP 고장력강재와 그 용접부의 저사이클피로특성에 관한 연구 (Low cycle fatigue behaviour of TMCP steel in as-received and welded states)

  • 김영식;한명수
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제8권4호
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    • pp.46-57
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    • 1990
  • TMCP steel manufactured by controlled rolling followed by accelerated cooling process is known to have extra-ordinary mechanical properties such as tensile strength and toughness. However, there is much uncertainty about the fatigue fracture characteristics, especially, in the welded state of this steel. In case of this steel, the softening zone by welding is generated in heat affected zone in contrast with the case of conventional normalized high strength steel. This softening zone is considered to play significant roles in low cycle fatigue fracture of the welded part of this steel. In this paper, the low cycle fatigue behaviors of TMCP steel were inspected in as-received and welded state using the smooth specimen. The fatigue life-time was seperately investigated on the basis of failure of the specimen and crack initiation which is detected by differential strain method. Moreover, the low cycle fatigue characteristics of TMCP steel were quantitatively compared with those of the conventional normalized steel of same strength level.

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삼각전압소인법을 이용한 강유전체 박막내에서의 분극 및 유동이온에 대한 평가 (Evaluation of polarization and mobile charge in ferroelectric films using TVS(Triangular Voltage Sweep) method)

  • 김용성;이남열;정순원;김진규;정상현;김광호;유병곤;이원재;유인구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.86-89
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    • 2000
  • The detection technique both the polarization and the mobile charge density at the same time in ferroelectric films on Si using TVS method have been proposed. This method yields a polarizable and an ionic displacement current peaks whose areas are proportional to the total polarization reversal charge and the total moble ionic space charge, respectively. The calculated polarization and the mobile charge density were 0.42 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] and 5.5$\times$10$^{11}$ (ions/$\textrm{cm}^2$) in the SBT film of MFIS structure measured at 25$0^{\circ}C$, and 1.4 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] in the LiNbO$_3$ film of MFS structure measured at 30$0^{\circ}C$, respectively.

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