• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.374-381
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• 2023

본 연구는 기존 UAM에서 주로 사용하는GNSS 항법과 협동 운용할 수 있도록 지상기반 C밴드 주파수(5.03~5.15GHz)를 이용한 전파항법 VOR/DME 구현에 관한 것이다. 이것은 항공우주를 감독하는 미연방항공국 규칙 Title 14 CFR- Aeronautics and Space 135.165에서 제시한 '2개 이상의 독립적인 항법소스를 비행체에 적용' 규정사항을 충분히 만족할 수 있는 항법기술 중 하나이다. 본 연구에서는 무인항공기용 주파수 5.03~5.15 GHz를 사용하였으며, 무인항공기에서 도착 버티포트까지의 방위각과 거리정보를 획득에 필요한 VOR/DME 시스템 구현을 수행하였다. 이를 위하여, 전파 전파경로 손실분석에 의한 링크버짓 도출, 소형화된 도플러 VOR용 안테나 형상설계 및 기존 항공기용 보다 측위거리 해상도가 향상된 DME 설계 등을 수반하였다. 본 연구 결과물은 지상기지국과 UAM에 장착할 수 있는 단말기로 구성되며, 각각 시제품 제작 및 주요 성능검증을 수행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제25권7호
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• pp.339-345
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• 2006

본 논문에서는 다중 산란 현상을 해석할 수 있는 2차원 양방향 포물선 방정식 알고리즘을 제안했다. 본 논문에서 제안한 방법은 단일 산란 근사의 연속적인 적용에 바탕을 두고 있다. 각각의 거리 독립 구역의 수직 경계에 연속 조건을 적용하여 단일 산란 근사와 Split-Step Pade 법으로 거리 방향으로 전진해 가며 외향파를 계산하고 내향파 성분은 저장한다. 이어서 저장된 내향파 성분을 역 거리 방향으로 역 전파 시키고 경계에서 외향파 성분을 저장한다. 이러한 과정을 전진 방향을 바꾸어 가며 해가 수렴할 때까지 반복하여 완전 해를 계산한다. 본 논문에서 제안된 방법은 기존의 방법 [J. F. Lingevitch et al., 5. Accost. Soc. Am. 112(2), 476-480 (2002)] 에 비해 수치적으로 구현하기 간단하며 전산자원 소모가 적다.

• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.174-186
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• 2009

경계면이 존재하는 해양에서의 수중 음파 전달 모델링 시 일반적으로 평평한 경계면을 가정하고 Rayleigh가 제안했던 반사계수를 이용해 반사파를 계산할 수 있다. 하지만 해수면이나 해저면과 같은 실제 해양의 경계면은 불규칙적인 거칠기를 가진다. 이러한 경계면에서의 반사 손실은 실험식이나 산란 이론에 기반한 간섭 반사 계수를 계산하여 구할 수 있다. 본 논문에서는 섭동 이론, Kirchhoff 근사법, 작은 가지 근사법과 같은 산란 이론을 이용하여 유체-유체 경계면에 대한 간섭 반사 계수를 각각 유도한다. 이를 이용하여 임의의 거칠기를 가지는 해수면과 해저면에 대한 각 산란 이론의 간섭 반사계수를 계산하며, 이 결과를 Rayleigh 반사 계수와 비교하여 경계면의 거칠기에 따른 반사 손실을 분석한다. 또한, 섭동 이론과 Kirchhoff 근사법의 결과를 일반적으로 적용 범위가 넓은 작은 기울기 근사법의 결과와 비교하여 각 이론의 유효범위에 대해 고찰한다.

• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.260-267
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• 2009

원하는 복잡한 음장을 지정된 구역에 정확히 형성하는 것은 음향 어레이를 이용한 응용에 있어서 가장 어렵고도 중요한 일이다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 역 경계요소법을 원용한 음향홀로그래피 방법을 이용하여 원하는 음장의 특성을 얻기 위한 음원 어레이의 필터 계수를 설계하는 방법을 제안하였다. 음원 파악에 적용되는 음향 홀로그래피는 음장에서의 음압을 측정하여 표면에서의 음원 특성을 재구성하게 되는데, 이와 유사한 음원 설계 문제에서는 목적하는 음장 특성이 주어진 조건이 되며, 음원의 체적 속도는 이러한 음장을 얻기 위한 출력 신호가 된다. 설계 과정에 있어서 먼저 목표 음장의 특성 제한 조건을 갖는 음장 데이터를 구성하고, 음원과 공간을 경계요소법으로 모델링 한 뒤, 소요되는 음원의 정보를 역으로 유도한다. 예제로서 16개의 스피커를 갖는 어레이를 이용해 전방의 반은 평면파 전파, 나머지 반은 정숙공간을 동시에 갖도록 하는 목표 음장을 구현하였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-11
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• 2008

기하음향학 방법들을 이용한 중주파수 해석의 어려움을 해결하기 위하여 소리의 전파에서 위상 정보를 고려한 위상 기하음향학 방법이 제안되었다. 위상 기하음향학 방법은 위상정보를 고려하여 중주파수 대역의 간섭 현상을 설명할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 방법들을 이용하여 소리의 파동성으로 대표되는 저주파수 현상들을 모두 설명할 수 없다. 특히 저주파수 대역에서는 모서리나 장애물에 의한 회절현상을 고려하지 못하여 전달함수나 충격응답의 예측시 오차가 발생한다. 또한 실수인 흡음 계수를 사용한 해석 결과는 측정치와 차이를 보이므로 반사 계수의 잘못된 위상 정보는 교정되어야 한다. 본 연구에서는 균일 회절 이론을 병합한 위상 빔 추적법의 결과를 기존의 위상 빔 추적법의 결과와 비교하였다. 또한 벽면 반사계수의 위상을 변화시키며 위상 정보의 영향을 조사하였다. 제안된 오차 보정 방법들을 이용하면, 좀더 낮은 주파수 대역까지 정확성을 향상시켜 위상 빔 추적법을 실내음향 예측에 적용할 수 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.48-57
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• 2015

제 4세대 원자로로 개발되고 있는 소듐냉각고속로는 냉각재로 사용되는 소듐의 물과 공기에 의한 반응을 방지하기 위하여 원자로 헤드의 개방 없이 회전 구동만을 이용하여 핵연료 교환을 수행한다. 따라서 핵연료 교환을 위해서는 노심과 상부내부구조물 사이의 공간에 원자로 헤드의 회전 구동을 방해하는 장애물의 존재 여부를 확인하는 검사가 반드시 선행되어야 하는데, 소듐의 불투명성으로 인해 통상적인 광학 장비를 사용한 검사방법으로는 장애물의 확인이 어렵고, 초음파를 이용한 검사방법이 적용되어야 한다. 이 연구에서는 불투명한 소듐 중에서 노심과 상부내부구조물 사이의 장애물 존재 여부를 확인하기 위하여 판형 웨이브가이드 초음파 센서를 적용한 원격주사 검사기법을 개발하였다. 웨이브가이드 센서는 원자로헤드 상부의 저온 구간에 초음파 트랜스듀서를 설치하고 길이가 긴 웨이브가이드를 사용하여 노심 상부의 고온 고방사능 소듐 내부로 초음파를 전파시키기 때문에, 고온 고방사능에 의한 손상 없이 장시간 적용이 가능한 장점을 가지고 있다. 먼저, 수평 방향으로 초음파를 방사시킬 수 있는 10 m 길이의 수평 빔 웨이브가이드 센서를 설계 제작하였고, 제작된 센서의 특성 분석을 위한 빔 프로파일 측정 및 기초 실험을 수행하여 방사되는 초음파의 빔 폭과 전파 거리를 평가하였다. 또한, 실제 장애물로 작용할 수 있는 부품들의 형상인 원형 목표물에 대한 원격탐지 성능시험을 수행하여 개발된 원격주사 기술의 유용성을 평가하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제18권1호
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• pp.1-12
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• 2013

황해 중동부 해역에서 2012년 9월에 동서방향으로 설정된 단면과 금강 하구 외측 저염수 지역의 정박지점에서 음향탐지기를 이용하여 음향 후방산란 구조(acoustic backscatter profile)를 측정하였으며 CTD로 물성구조도 관측하였다. 수심 50 m 부근 해역에 발달한 해저사주 주변에서 조석전선이 형성되었다. 이 사주의 동쪽에서 저조 때 음향탐지기로 관측된 내부파는 파고가 약 15 m, 평균파장이 500 m정도이며, 파형이 비선형 오목형 파(depression wave)였다. 이 내부파는 남동쪽으로 흐르는 조류가 사주를 지나면서 만든 조석내부파로 해석되었다. 약한 비선형성 단독 내부파 이론을 적용하였을 때 오목형 내부파들의 전파속도는 약 50 cm/s 정도이고, 주기는 16~18분 정도로 계산되었다. 강한 음향 산란층이 국지적으로 7 m 정도 상승된 지역의 해면에서 Dinoflagelates Cochlodinium에 의한 적조가 관찰되었다. 금강하구 외측 정박지점에서 한 시간간격으로 관측한 물성구조는 해륙풍과 조류에 따른 염분약층 깊이 변동을 보여 주었다. 창조류가 북동쪽으로 강하게 흐르고 육풍이 서쪽으로 7 m/s 이상 불었을 때에는 염분약층이 일시적으로 상승하였고, 음향구조 영상은 해면 하 약 5 m까지 복잡한 구조를 보였는데 포획과 관입 형태를 갖는 강하고 약한 산란신호의 기울어진 음향구조가 수 십초 간격으로 교대로 나타났다. 표면 혼합층에서의 이러한 음향구조는 황해 중동부 연안역에서는 처음으로 관측되었다. 음향 후방산란 영상과 탁도 자료는 창조류와 육풍에 의한 표층 취송류가 만드는 수직적인 유속차(shear)에 의해 맑은 하층수가 탁한 상층으로 관입 혹은 포획된 것임을 제시한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.149-158
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• 2015

경기만 한강하구에서 주요 수로의 조석 전파 특성을 이용하여, 천문조, 배조 및 복합조의 분포를 파악하고, 조석 형태수의 특징에 따라 구역별 조석체계 (tidal regime)를 분류하였다. 주요 수로에서 보이는 조석 전파 특성은 외해는 천문조로 대표되는 5대분조 (e.g., $M_2$, $S_2$, $N_2$, $K_1$ 및 $O_1$)가 지배적이지만, 상류로 진입할수록 천해 분조 (e.g., $M_4$)와 장주기 분조 (e.g., $MS_f$)의 뚜렷한 증가가 보인다. 반일주조 성분이 우세한 경기만 및 한강하구에서 천문조, 배조 및 복합조를 이용하여 제시된 조석 형태수 (tidal form number)의 특성에 따라 크게 3구역으로 분류하였다. 1구역은 천문조가 우세한 지역으로 외해에서 인천항 전면까지 (염하수로), 외해에서 석모수로의 북쪽 입구로 제시된다. 2구역은 염하수로 남쪽 입구에서 북쪽 입구까지와 강화 북수로 지역으로 단주기 천해 분조 (e.g., $M_4$와 $MS_4$)가 강하게 나타나는 지역이다. 마지막으로 3구역은 신곡 수중보 이후부터 한강 상류지역으로 장주기 복합조 (e.g., $MS_f$)가 제일 우세한 지역이다. 일반적인 하구와 마찬가지로 한강하구의 조석 비선형성은 지형적 특성에 기인한 천해 분조가 증가를 하며, 1/4일주기 (fourth-diurnal) 및 장주기 (long-term period) 분조의 확연한 분포 차이를 보인다. 특히, 수중보의 영향은 구조물의 상류와 하류지점의 조석체계에 지대한 변화를 일으킨다.

• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.1-22
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• 2012

하구의 분류는 크게 지형경관적 특성에 근거한 정성적인 분류와 수괴의 물리적 특성에 근거한 정량적 분류로 구분될 수 있으나, 전자는 하구의 특성을 정량화하기 어려우며 후자는 자료부족으로 인해 폭넓은 적용이 어렵다. 하구의 형태적 수렴 특성은 자료의 획득이 상대적으로 용이하면서도 하구의 조석전파 특성과 연관시킬 수 있어 하구분류 기준으로 사용하기 적합하다. 본 연구는 국내 19개 하구에 대해 하구의 형태적 수렴특성을 이용하여 하구별 특징을 파악하고 분류를 시도한 것이다. 하구의 수심과 너비자료를 이용하여 수심과 너비의 감소율(${\nu}$)과 무차원화된 하구의 길이($y_0$)를 구하고, 1차원 수심적분 운동방정식과 연속방정식으로부터 유도한 전이함수 ${\xi}({\nu},ky)$에 ${\nu}$와 $y_0$을 대입하여 하구별 조위/조석 진폭비와 조위/조류 위상차를 도출하였다. 이 결과를 토대로 19개 하구의 특징을 파악하고 3개 그룹을 구분하였다. 국내 19개 하구는 크게 조위 변동이 조류 변동보다 우세한 제1그룹, 하구와 조류 변동이 조위 변동보다 우세한 제2그룹, 그리고 1그룹과 2그룹의 전이 형태를 갖는 제3그룹 하구로 분류된다. 민감도 분석 결과 하구분류 알고리듬은 하구 길이의 변화에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 하구 길이가 과대 혹은 과소 추정되었을 때 본래의 조위/조류 진폭비는 과소 혹은 과대 추정되며, 본래의 조위/조류 위상차는 과대 혹은 과소 추정된다. 그러므로 형태적 수렴 특성을 이용하여 하구분류를 하고자 할 때는 하구 길이의 적절한 산정이 무엇보다 중요하다. 하구분류 알고리듬은 수심의 변화를 무시하여도 동일한 분류 결과를 주는 것으로 확인되었다. 이는 하구길이의 적절한 산정이 전제될 경우 하구분류 알고리듬이 자료의 제약 없이 대부분의 국내하구에 적용할 수 있음을 의미한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.306-318
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• 2018

지난 이십여 년 간 우리나라 연안에 집중적으로 거치된 직립식 방파제의 내진 성능을 검토하기 위한 예비 수치모의를 포항, 경주, Hachinohe1, Hachinohe2, Ofunato, 인공지진파를 대상으로 수행하였다. 예비 수치모의 결과 지진으로 인한 전단파가 지반을 통해 전파되는 과정에서 지진에너지가 장주기 대역으로 이동한 Hachinohe2의 경우 항 외곽시설의 활동량이 상당하다는 것을 확인하였다. 지진으로 인한 전단파는 항만시설이 거치된 지표방향으로 증폭되며, 지진에너지의 상당부분은 장주기 대역으로 이동된다. 이 중 장주기 대역으로 이동되는 현상은 지반의 점성 혹은 내부 마찰에 기인하며, 전단파 증폭은 구속 응력의 감소로 인해 지표면 방향으로 감소하는 전단계수와 내습하는 전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소에 기인하는 것으로 판단된다(Das, 1993). 이러한 인식에서 본고에서는 먼저 전단파 횟수 누적에 따른 전단계수의 감소의 기술이 가능한 Hardin과 Drnevich(1972) 모형과 파동방정식에 기초하여 수치모형을 구성하고, 이어 전단파 횟수 누적에 따른 전단계수의 감소가 전단파 전파과정에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위한 수치모의를 수행하였다. 이 과정에서 비선형 응력-변형률 관계를 설명하기 위해 $Newmark-{\beta}$ 방법과 수정 Newton-Raphson 방법을 차용하였다(Chopra, 1995). 모의결과 전단파가 지표면으로 전파되면서 상당한 확률 질량이 상대적으로 큰 진폭과 장주기 쪽으로 이동하는 것을 확연하게 확인할 수 있었다.