• 제목/요약/키워드: Wavenumber

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선택적 평활화 계수를 이용한 그래디언트기반 탄성파 완전파형역산의 효과적인 정규화 기법 적용 (Application of Effective Regularization to Gradient-based Seismic Full Waveform Inversion using Selective Smoothing Coefficients)

  • 박윤희;편석준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제16권4호
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    • pp.211-216
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    • 2013
  • 일반적으로 평활화 필터는 주변값들과의 차이를 감소시켜 함수를 정규화하는 역할을 한다. 따라서 완전파형역산에 평활화 필터를 적용하면 역산 해를 정규화 할 수 있으며 실제 지하 구조에 가까운 영상을 얻을 수 있다. 다만 단일 평활화 계수를 사용했을 때는 지층 형태나 속도변화에 관계없이 동일하게 평활화가 이루어지므로 지층간 경계면이나 단층 등의 구조가 불명확해지는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 단일 평활화 계수가 아닌 역산 반복 과정에 따라 선택적으로 평활화 계수를 조정하는 정규화 기법을 개발하였다. 먼저 파형역산에 적합한 탐사자료의 주파수 대역과 그에 대응하는 파수 범위를 분석하였다. 분석한 파수 범위에 적합한 평활화 계수를 선정하기 위해 평활화 필터의 파수 스펙트럼에서 99백분위수에 해당하는 파수를 유효최대파수로 결정하였다. 선정된 평활화 계수를 반복역산에 따라 다르게 적용하여 여러 주파수를 동시에 이용하는 멀티-스케일 완전파형역산을 구현하였다. 암염 모델과 같은 속도대비가 큰 지질구조에 대해 성공적인 역산결과를 얻음으로써 본 연구에서 개발한 평활화 계수 선택기법이 효과적인 정규화 과정을 구현한다는 것을 알 수 있었다. 또한 무작위 잡음이 더해진 인공합성 음원모음 자료에 대한 수치예제를 통해 현장 자료에 대한 적용 가능성도 확인할 수 있었다.

펄스 레이저 스캐닝 기반 초음파 영상화 기술을 활용한 원전 배관 비파괴 진단 (Nondestructive Diagnosis of NPP Piping System Using Ultrasonic Wave Imaging Technique Based on a Pulsed Laser Scanning System)

  • 김현욱;이창길;박승희
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.166-173
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    • 2014
  • 본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.

내부 및 외부 유체와 연성된 파이프의 진동 해석 (Vibration of Pipes Coupled with Internal and External Fluids)

  • 유정수
    • 한국음향학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.142-150
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    • 2012
  • 도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)은 단면의 형상이 길이방향으로 일정한 도파관 구조물의 진동을 해석하기 위한 수치해석 기법이다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 길이방향 파동 전파를 해석하므로 기존의 유한요소법에 비해 해석 모델의 크기가 작고 연산 시간이 짧다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 도파관유한요소법을 확장하여 내부 및 외부에 유체가 채워진 도파관 구조물에 대한 진동 해석을 수행하였다. 이를 위해 내부 유체와 도파관 구조물은 WFE로, 외부 유체는 파수경계요소 (waveguide boudnary element, WBE)로 모델링하고 이들을 연성시킨 운동방정식을 제시하였다. 이 방법의 적용 예로써 내부에 물이 채워진 몰수된 파이프의 진동 및 방사 음향 파워를 해석하였다. 내부 및 외부 유체의 유/무에 따른 분산 선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 유체 연성의 효과를 살펴보았다.

Active Control of Flow Noise Sources in Turbulent Boundary Layer on a Flat-Plate Using Piezoelectric Bimorph Film

  • Song, Woo-Seog;Lee, Seung-Bae;Shin, Dong-Shin;Na, Yang
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권11호
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    • pp.1993-2001
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    • 2006
  • The piezoelectric bimorph film, which, as an actuator, can generate more effective displacement than the usual PVDF film, is used to control the turbulent boundary-layer flow. The change of wall pressures inside the turbulent boundary layer is observed by using the multi-channel microphone array flush-mounted on the surface when actuation at the non-dimensional frequency $f_b^+$:=0.008 and 0.028 is applied to the turbulent boundary layer. The wall pressure characteristics by the actuation to produce local displacement are more dominantly influenced by the size of the actuator module than the actuation frequency. The movement of large-scale turbulent structures to the upper layer is found to be the main mechanism of the reduction in the wall- pressure energy spectrum when the 700$700{\nu}/u_{\tau}$-long bimorph film is periodically actuated at the non- dimensional frequency $f_b^+$:=0.008 and 0.028. The biomorph actuator is triggered with the time delay for the active forcing at a single frequency when a 1/8' pressure-type, pin-holed microphone sensor detects the large-amplitude pressure event by the turbulent spot. The wall-pressure energy in the late-transitional boundary layer is partially reduced near the convection wavenumber by the open-loop control based on the large amplitude event.

원통셸의 진동 데이터에 대한 파수해석을 위한 공간신호처리 방법의 응용 연구 (Study on Application of Spatial Signal Processing Techniques to Wavenumber Analysis of Vibration Data on a Cylindrical Shell)

  • 길현권;이찬
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권9호
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    • pp.863-875
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    • 2010
  • The vibration of a cylindrical shell is generated due to elastic waves propagating on the shell. Those elastic waves include propagating waves such as flexural, longitudinal and shear waves. Those also include non-propagating decaying waves, i.e. evanescent waves. In order to separate contributions of each type of waves to the data for the vibration of the cylindrical shell, spatial signal processing techniques for wavenumber analysis are investigated in this paper. Those techniques include Fast Fourier transform(FFT) algorithm, Extended Prony method and Overdetermined Modified Extended Prony method(OMEP). Those techniques have been applied to identify the waves from simulated vibration signals with various signal-to-noise ratios. Futhermore, the experimental data for in-plane vibration of the cylindrical shell has been processed with those techniques to identify propagating waves(longitudinal, shear and flexural waves) and evanescent waves.

자동차 유동기인 실내소음 예측을 위한 CFD/FEM/BEM/SEA 의 조합 및 검증 - CAA German Working Group (Combining CFD/FEM/BEM/SEA to Predict Interior Vehicle Wind Noise - Validation Case CAA German Working Group)

  • Blanchet, D.;Golota, A.
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.800-811
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    • 2014
  • Recent developments in the prediction of the contribution of windnoise to the interior SPL have opened a realm of new possibilities in terms of i) how the convective and acoustic sources terms can be identified, ii) how the interaction between the source terms and the side glass can be described and finally iii) how the transfer path from the sources to the interior of the vehicle can be modelled. This work discusses in details these three aspects of wind noise simulation and recommends appropriate methods to deliver required results at the right time based on i) simulation and experimental data availability, ii) design stage at which a decision must be made and iii) time available to deliver these results. Several simulation methods are used to represent the physical phenomena involved such as CFD, FEM, BEM, FE/SEA Coupled and SEA. Furthermore, a 1D and 2D wavenumber transformation is used to extract key parameters such as the convective and the acoustic component of the turbulent flow from CFD and/or experimental data whenever available. This work focuses on the validation of the wind noise source characterization method and the vibro-acoustic models on which the wind noise sources are applied.

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Structural Intensity 법을 이용한 구조체의 진동전달량 측정 (Measurements of the Vibrational Power Flow in Structure Beam by Using the Structural Intensity Method)

  • 김흥식
    • 소음진동
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    • 제4권2호
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    • pp.231-238
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    • 1994
  • This paper presents an experimental method to find the vibrational transmission characteristics of structures by using the structural intensity method which is used as the important techniques of active vibration control method. Experimental results are obtained from measurements performed on a structure beam by 2, 3 and 4 position linear accelerometr array (2, 3 and 4 structural intensity : 2, 3 and 4 S.I.) methods at near and farfield conditions. These results are compared with the measurement values of conventional power flow measurement method called input power measurement in order to verify the accuracy of structural intensity methods. To minimize the errors associated with 2, 3 and 4 S.I. methods, the measurement locations were selected by the result of modal analysis and the averaged data by the inter-change of accelerometer array was utilized. In 3 and 4 S.I. methods measured wavenumber instead of theoretical wavenumber was used. This paper shows that measurements of bending wave power flow by using 2, 3 and 4 S.I. methods can give accurate values under general field conditions in structural beam and the accuracy of 2, 3 S.I. methods is higher than 4 S.I. methods. Finally, 2 position linear accelerometer array method is suggested as the practical structural intensity technique.

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이온빔 처리된 폴리머 표면의 자가나노구조화를 이용한 반사방지 필름 제조용 소프트 몰드 임프린팅 연구 (Soft Mold Imprinting Fabrication of Anti-reflection Film using Self-Organized Nanostructure Polymer Surfaces Irradiated by Ion Beams)

  • 이승훈;변은연;최주연;정성훈;유병길;김도근
    • 한국표면공학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.480-485
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    • 2017
  • Soft mold imprinting method that uses nanostructured polymer mold was investigated for anti-reflection film fabrication. The nanostructured soft mold was polyethylene terephthalate(PET) irradiated by oxygen ion beams. The collisional energy transfer between oxygen ion and the polymer surface induced cross-linking and scission reactions, resulting in self-organized nanostructures with regular patterns of the wavenumber of $5{\mu}m^{-1}$. Post processes including ultra-violet curable resin coating and delamination fabricated anti-reflection films. The imprinted resin surface also showed the consistent wavenumber, $5{\mu}m^{-1}$. Pristine PET, oxygen ion beam treated PET, and imprinted replica sample showed total transmittance of 91.04, 93.25, and 93.57-93.88%, respectively.

다수의 음원을 사용한 공간의 소리 제어 방법론 (Spatial Manipulation of Sound using Multiple Sources)

  • 최정우;김양한;박영진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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    • pp.620-628
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    • 2005
  • Spatial control of sound is essential to deliver better sound to the listener's position in space. As it can be experienced in many listening environments, the quality of sound can not be manifested over every position in a hall. This motivates us to control sound in a region we select. The primary focus of the developed method has to do with the brightness and contrast of acoustic image in space. In particular, the acoustic brightness control seeks a way to increase loudness of sound over a chosen area, and the contrast control aims to enhance loudness difference between two neighboring regions. This enables us to make two different kinds of zone - the zone of quiet and the zone of loud sound - at the same time. The other perspective of this study is on the direction of sound. It is shown that we can control the direction of perceived sound source by focusing acoustic energy in wavenumber domain. To begin with, the proposed approaches are formulated for pure-tone case. Then the control methods are extended to a more general case, where the excitation signal has broadband spectrum. In order to control the broadband signal in time domain, an inverse filter design problem is defined and solved in frequency domain. Numerical and experimental results obtained in various conditions certainly validate that the acoustic brightness, acoustic contrast, direction of wave front can be manipulated for some finite region in space and time.

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