• 제목/요약/키워드: acoustic

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비접촉 초음파 탐상기법을 이용한 스폿용접부 및 탄소복합체의 내부 결함평가 (Internal Defection Evaluation of Spot Weld Part and Carbon Composite using the Non-contact Air-coupled Ultrasonic Transducer Method)

  • 곽남수;이승철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.6432-6439
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    • 2014
  • NAUT(Non contact Air coupled Ultrasonic Testing)기법은 초음파 탐상법 중의 하나로서 공기중 음향 임피던스의 차이로 생기는 에너지 손실을 High Power 초음파 Pulser Receiver, PRE-AMP, 고감도의 탐촉자로 보완하여 비접촉식으로 초음파 탐상을 가능하게 하는 탐상 방법이다. NAUT는 초음파의 송신 및 수신이 안정된 상태에서 이루어지므로 기존의 접촉식 탐상으로는 불가능하였던 고온, 저온의 물질이나 시험편의 표면이 거친 부분, 좁은 지점 등에서도 탐상이 가능하다. 본 연구에서는 NAUT기법의 산업체 실용여부를 알아보기 위해 자동차생산 공정에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 제품에 있어 상용화 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 본 연구에서는 NAUT기법의 사용 여부를 알아보기 위해 자동차 부품에서 많이 사용하는 스폿용접부 및 CFRP 부품의 내부결함 검출을 검출하였다. 스폿용접부에서는 초음파의 투과율이 높아 적색으로 나타났으며, 복층으로 된 부분은 투과율이 낮아 청색 화상이 나타났다. 또한 측정 속도를 결정하는 중요요소인 PRF(Pulse Repetition Frequency;송신펄스주기)에 따라 색상 선명도의 차이를 보였다. CFRP 시험편 또한 화상장치를 통해 취득된 각 화상 결과를 보고 내부 결함의 모양, 크기, 위치 등의 파악이 단시간에 가능하였다. 실험을 통해 NAUT기법과 화상화가 동시에 이루어짐을 확인하였고, 스폿 용접부와 CFRP 탐상에 NAUT의 적용이 가능한지 그 실현여부를 확인하였다.

진단용 초음파에 의해 가진된 초음파 조영제에서 방사하는 하모닉 성분의 크기: 이론적 고찰 (Magnitudes of the Harmonic Components Emitted from Utrasonic Contrast Agents in Response to a Diagnostic Utrasound: Theoretical Consideration)

  • 강관석;유지철;팽동국;임성민;최민주
    • 한국음향학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.78-86
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    • 2005
  • 진단용 초음파에 의해 가진된 초음파 조영제에서 방사하는 하모닉 성분의 크기를 이론적으로 고찰하였다. 본 연구에서는 2 MHz 진단용 초음파 펄스에 의한 초음파 조영제의 비선형 동적 반응을 Gilmore Model을 이용하여 수치 해석하였다. 초음파 조영제의 탄성 효과는 무시하였다. 초음파 조영제 반경의 크기 (1-9 $\mu$m)와 초음파의 MI 값 (0.125-8)을 변화시키면서 발생된 서브, 울트라. 2차 하모닉 성분의 파워를 기본 주파수 성분과 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 초음파 조영제가 공진 반경 (2 $\mu$m) 보다 클 경우, 초음파 조영제에서 방출하는 서브 하모닉의 파워가 기본 주파수 것 보다 압도적으로 크게 나타났다. 특히 하모닉 영상에서 사용하는 2차 하모닉의 파워는 서브 및 울트라 하모닉 성분 보다 낮은 값을 가지는 것으로 예측되었다. 본 연구 결과는 초음파 조영제를 이용하여 하모닉 영상을 구현할 경우, 서브 및 울트라 하모닉 성분이 2차 하모닉 성분 보다 우수한 영상 변수가 될 수 있음을 시사한다.

압전감쇠와 수동적 특성을 갖는 압전지능패널의 광대역 전달 소음저감성능 (Broadband Transmission Noise Reduction Performance of Smart Panels Featuring Piezoelectric Shunt Damping and Passive Characteristics)

  • 이중근;김재환
    • 한국음향학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.150-159
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    • 2002
  • 광대역 소음저감을 위한 압전지능패널에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 압전지능패널은 기본적으로 압전재료를 부착한 평판구조물에 션트회로를 연결하고 흡음재들을 부가한 구조물이다. 압전감쇠와 수동적 특성을 혼용하여 중 주파수영역에서 흡음재의 수동적 특성을 이용하고 저주파수 영역의 공진주파수에서는 압전감쇠를 적용하여 소음저감시키는 개념이다. 저주파수 공진에서의 소음저감을 위하여 측정한 전기적 임피던스 모델을 이용하는 압전감쇠를 적용하였다. 압전감쇠를 위한 공진 션트회로는 직렬로 연결된 저항과 인덕터로 구성되었으며, 저항과 인덕터는 회로에서 소산되는 에너지가 최대가 될 수 있는 값으로 최적설계하였다. 압전지능패널의 전달소음저감 성능은 음향터널을 사용하여 실험을 수행하였다. 음향터널은 사각단면 형태이며 소음원으로 터널의 한 쪽 끝에 스피커가 설치되었다. 패널들을 터널의 중앙에 설치하여 투과 음압을 측정하였다. 흡음재와 공기층을 갖는 압전이중지능패널은 수동적 특성에 의해 저주파수 영역의 공진주파수를 제외한 중주파수 영역에서 뚜렷한 소음저감 효과를 나타내었다. 압전감쇠를 통하여, 공진주파수에서의 좋은 소음저감을 얻었다. 압전감쇠와 수동적 방법을 혼용하는 압전지능 패널은 넓은 주파수 영역에서의 소음저감을 위한 유망한 기술이다.

수중 채널 환경에서 전송량 증대를 위한 다중반송파 시스템에 관한 연구 (A Study on the Multi-Carrier System for Throughput Enhancement in Underwater Channel Environments)

  • 김민상;조대영;고학림;홍대기;김승근;임태호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권6호
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    • pp.1193-1199
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    • 2015
  • 최근 수중음향통신이 다양한 분야에 활용되면서 고속 데이터 전송의 요구가 증가함에 따라 수중음향통신 시스템에 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 FMT(Filtered Multi-Tone)와 같은 다중반송파 방식을 적용하는 연구가 활발히 진행 중이다. 기존 OFDM 방식은 주파수 영역에서 인접채널에 영향을 주지 않기 위해 삽입하는 가상 부반송파(virtual carrier)의 사용과 인접 심볼 간 간섭(Inter Symbol Interference) 및 인접 채널간 간섭(Inter Channel Interference)의 영향을 줄이기 위해 사용하는 순환전치(cyclic prefix)는 전송량을 감소시킨다. 특히 수중은 육상에 비하여 급격히 변화하는 채널 특성을 갖기 때문에 사용해야하는 순환전치 길이가 길어지며, 가상 부반송파에 더 많은 부반송파를 할당해야 하므로 데이터의 전송량이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 수중 채널 환경에서 전송량 증대를 위한 OFDM 시스템과 FMT 시스템을 결합한 FMT-OFDM 시스템을 제안하며, 실해역에서 측정한 데이터를 기반으로 채널을 모델링하고 시스템 파라미터를 설정 후 성능을 분석하였다.

커버리지와 네트워크 연결성 향상을 위한 3차원 공간 노드 배치 및 망 구성 방법 (3D Node Deployment and Network Configuration Methods for Improvement of Node Coverage and Network Connectivity)

  • 김용현;김이형;안미림;정광수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37B권9호
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    • pp.778-786
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    • 2012
  • 무선 센서네트워크에서 사용하는 센서는 PIR, 이미지, 전자파 센서와 같은 지향성 센서와 진동, 음향, 자기센서와 같은 비지향성 센서로 구분할 수 있다. 지향성 센서의 성능을 보장하기 위해서는 센서의 설치위치는 가시선이 보장되는 곳에 설치가 되어야 하므로 노드 설치 위치는 지표면보다 높은 곳에 설치가 된다. 비지향성 센서 중 진동센서의 경우 센서 특성상 지표면에 설치가 되어야 한다. 이로 인해 지표면에 설치되는 비지향성 센서는 통신 장애로 인하여 네트워크 연결성 문제가 발생한다. 본 논문에서는 센서 고유특성을 살려서 커버리지를 최대화하고, 센서노드의 설치높이를 고려한 토폴로지 구성을 통해 네트워크 연결성을 최대화할 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 비지향성 센서는 지표면에 배치하고, 지향성 센서는 나무나 폴대와 같은 물체를 이용하여 지상에 설치하여 센서 커버리지를 최대화 한다. 그리고 설치높이가 낮은 센서노드는 설치높이가 높은 센서노드에 우선 연결하고, 설치높이가 높은 센서노드는 설치높이가 높은 센서노드와 연결하는 토폴로지를 구성하여 네트워크 연결성을 최대화하는 것이다. 시뮬레이션을 통해 제안방법을 검증하였으며, 커버리지와 네트워크 연결성에서 성능이 향상됨을 확인하였다.

수중통신에서 비선형 왜곡과 전력효율을 위한 DFT-spread OFDM 통신 시스템 (DFT-spread OFDM Communication System for the Power Efficiency and Nonlinear Distortion in Underwater Communication)

  • 이우민;유흥균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권8A호
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    • pp.777-784
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    • 2010
  • 최근 수중 통신에 대한 관심이 급증하고 있으며, 수중 통신을 통한 음성 및 고해상도 영상 데이터와 같은 다양한 데이터 전송의 요구가 증가하고 있다. 수중 음향 통신 시스템의 성능은 수중 채널의 특성에 의해 크게 영향을 받으며, 특히 수중 채널 환경은 다중경로(Multi-path)에 따른 지연확산(delay spread)으로 인하여 데이터 전송 시 인접 심볼 간의 간섭(Inter Symbol interference: ISI)이 발생하여 통신의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 지연 확산에 강한 성능을 나타내는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법을 수중 통신 시스템에 적용하고, OFDM의 CP(Cyclic Prefix)를 이용하여 수중 채널 환경의 다중경로로 인한 지연 확산을 보상한다. 하지만 수중 통신 시스템에 OFDM을 적용할 때, OFDM 시스템이 갖는 고유한 문제인 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 발생한다. 그러므로 본 논문에서는 높은 PAPR로 인한 신호의 비선형 왜곡을 피하고 증폭기의 효율을 위하여 DFT-spread OFDM 기법을 적용한다. DFT-spread OFDM 방식은 IFFT 수행 이전에 DFT(discrete Fourier transform) 확산을 수행하여 각각의 병렬 데이터를 모든 부반송파들에 실어 줌으로써 좋은 PAPR 저감 효과를 얻는다. 그러므로 본 논문에서는 OFDM 시스템을 통해 수중 채널에서 지연 확산에 대한 성능 이득을 보이고, 일반적인 OFDM 시스템보다 DFT-spread OFDM이 수중 통신 환경에서 더 적합한 통신 방식임을 시뮬레이션을 통하여 보였다. 그리고 DFT-spread OFDM의 두 가지 자원 분배 방식(Interleaved, Localized)에 따른 성능을 분석하고 수중 통신 환경에서 자원 분배 방식에 따른 성능의 적응성에 대하여 논의하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 CP 삽입을 통한 보상후의 BER 성능은 DFT-spread OFDM 방식이 일반 OFDM에 비하여 $10^{-4}$에서 약 5~6dB 정도 좋은 것을 보였으며, 자원 분배 방식에 따른 BER 성능을 비교하였을 때, Interleaved 방식은 Localized 방식에 비하여 $10^{-4}$에서 약 3.5dB 정도 좋은 것을 보였다.

양성 뇌종양에 대한 분할 정위 방사선치료의 예비 결과 (Preliminary Results of Fractionated Stereotactic Radiotherapy for Benign Brain Tumors)

  • 최병옥;강기문
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제21권1호
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    • pp.10-18
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    • 2003
  • 목적 : 양성 뇌종양에 대하여 분할 정위 방사선치료를 시행한 후의 임상 경과 및 방사선 반응 등을 추적하여 그 효과를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 1996년 3월부터 2002년 3월까지 양성 뇌종양으로 진단 받고 분할 정위 방사선치료를 받았던 36례를 대상으로 분석을 하였다. 대상 환자의 종양은 뇌하수체 선종 12례, 두개인두종 5례, 수막종 10례, 청신경초종 9례 이었다. 방사선치료는 종양의 위치, 종류, 크기에 따라 5~10회 분할 치료로 85~90%의 등선량 곡선에 25~35 Gy까지 조사하였다. 임상 추적관찰 기간은 2~74개월(중앙값 31개월)이었고, 방사선 추적 관찰 기간은 4~56개월(중앙값 21개 월)이었다. 결과 : 임상 증상이 있었던 35례 중 분할 정위 방사선치료 후 임상 증상의 호전은 13례(37.1%)에서 보였으며, 16례 (45.7%)에서 증상의 변화가 없었고 증상의 악화는 6례(17.2%)에서 관찰되었다. 뇌신경장애를 동반한 28례 중 7례(25%)에서 증상 개선을 보였다. 추적 방사선 검사를 시행한 33례 중 17례(51.5%)에서 종양 크기의 감소를 보였으며, 그 중 7례(21.2%, 뇌하수체 선종-2, 두개인두종-3, 수막종-1, 청신경초종-1)는 종양의 완전 소실을 보였다. 13례(39.4%)에서 종양 크기의 변화가 없었고, 3례(9.1%)는 종양 크기의 진행을 나타내었다. 급성 부작용은 11례(30.6%)에서 관찰되었다 결론 : 양성 뇌종양의 분할 정위 방사선치료는 심각한 부작용 없이 시행할 수 있는 안전하고 효과적인 치료법이었다. 그러나, 정확한 역할에 대해서는 좀 더 많은 환자와 장기간의 추적관찰이 필요할 것으로 사료되었다.

벽면변동압력을 이용한 비공동 수중익의 광대역소음 예측 연구 (Prediction of Broadband Noise for Non-cavitation Hydrofoils using Wall-Pressure Spectrum Models)

  • 최원석;정승진;홍석윤;송지훈;권현웅;김민재
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.765-771
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    • 2019
  • 선박 및 수중구조물의 고속, 대형화 및 요구조건 강화의 추세에 따라 유동소음 예측기술의 중요성이 강조되고 있다. 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서는 음향상사법을 이용하여 순음 및 광대역 유동소음에 대해 활발히 연구되고 있는 반면 조선해양분야에서는 수중추진기의 날개주파수소음에 대해서만 일부 고려되고 있다. 본 논문에서는 날개면 형상의 주요 유동소음발생 메커니즘 뒷날소음을 고려 가능한 FW-H Formulation 1B를 이용하여 수중추진기 및 선저부가물의 기초요소인 수중익에 대해 광대역소음 예측기법을 연구하였다. 기존의 FW-H Formulation 1B는 공기 중의 압력상관관계 모델에 기반하여 구성되어 있어 매질에 대한 일반성 및 정확도의 한계를 가지므로 수중환경에 대해 일반성을 가지는 벽면변동압력 모델로 확장하는 방법론을 제시하였다. 공기 중 날개면의 소음계측결과와 비교해 벽면변동압력 모델을 이용할 경우 기존모델의 해석결과 대비 5 dB 이내의 오차로 정확도 관점에서의 유용성을 확인할 수 있었으며 전산유체역학과 벽면변동압력을 이용한 수중환경의 광대역소음해석 절차를 확립하고 수중익의 광대역소음 예측을 수행하였다.

하악골 전돌증 수술 후 하악골 이동량에 따른 발음 양상에 관한 비교 연구 (COMPARISON OF SPEECH PATTERNS ACCORDING TO THE DEGREE OF SURGICAL SETBACK IN MANDIBULAR PROGNATHIC PATIENTS)

  • 신기영;이동근;오승환;성헌모;이숙향
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제23권1호
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    • pp.48-58
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    • 2001
  • After performing mandibular setback surgery, we found some changes in patterns and organs of speech. This investigation was undertaken to investigate the aspect and degree of speech patterns according to the amount of surgical setback in mandibular prognathic patients. Thirteen patients with skeletal Class III malocclusion were studied preoperative and postoperative over 6 months. They had undergone the mandible setback operation via bilateral sagittal split ramus osteotomy(BSSRO). We split the patients into two groups. Group 1 included patients whose degree of mandibular setback was 6mm or less, and Group 2 above 6mm. Control group was two adults wish normal speech patterns. A phonetician performed narrow phonetic transcriptions of tape-recorded words and sentences produced by each of the patients and the acoustic characteristics of the plosives, fricatives, and flaps were analyzed with a phonetic computer program (Computerized Speech Lab(CSL) Model 4300B(USA)). The results are as follows: 1. Generally, Patients showed longer closure duration of plosives, shorter VOT(voice onset time) and higher ratio of closure duration against VOT. 2. Patients showed more frequent diffuse distribution than the control group in frication noise energy of fricatives. 3. In fricatives, frequency of compact from were higher in group 1 than in group 2. 4. Generally, a short duration of closure for /ㄹ/ was not realized in the patient's flaps. Instead, it was realized as fricatives, sonorant with a vowel-like formant structure, or trill type consonant. 5. Abnormality of the patient's articulation was reduced, but adaptation of their articulation after surgery was not perfect and the degree of adaptation was different according to the degree of surgical setback.

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이온선 혼합법이 도재-금속 계면 변화에 미치는 영향에 관한 실험적 연구 (AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE ALTERATIONS OF ION-BEAM-ENHANCED ADHESIONS ON A VARIETY OF CERAMIC-METAL INTERFACES)

  • 정극모;박남수;우이형
    • 대한치과보철학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.135-154
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    • 1992
  • This study was performed to analyze bond strength, the alterations of the interfaces between metal films which are populary used and considered to contribute to the chemical reaction with porcelain, according to constant ion- beam- mixing, and the relation between interfacial chemical reactions and bond strength in metal/porcelain specimens. For this study, three seperate metals : selected-gold, indium and tin were chosen ; each to be bonded to a seperate body porcelain. Bonding occurs when the metal is deposited to the body porcelain using a vacuum evaporator. The vacuum evaporator used $10^{-5}\sim10^{-6}$ Torr vacuum states for the evaporation of various metals (Au, Sn, In). Ion-beam-mixing of the porcelain/metal interfaces caused reactions when the Ar+ was implanted into thin films using a 80 KeV accelerator. These ion-beam-mixed specimens were then compared with an unmixed control group. An analysis of bond strength and ionic changes between the the metal and porcelain was performed by electron spectroscopy of chemical analysis (ESCA) and scratch test. The finding led to the following conclusions : 1. Light microscopic views of the scratch test : The ion-beam-mixed Au/porcelain specimen showed narrower scratched streams than the unmixed specimen. However, the Sn/porcelain, In/porcelain specimens showed no differences in the two conditions. 2. Acoustic emissions in scratch tests : The ion-mixed Au/porcelain, In/porcelain specimens showed signals closer to the metal/porcelain interfaces than unmixed specimens. Conversely, the ion-mixed Sn/porcelain specimen showed more critical signals in superficial portions than unmixed specimens. 3. After ion- beam-mixing, the Au/porcelain specimen showed apparently increased bond strength, and the In/porcelain specimen showed very slightly increased bond strength. However, the Sn/porcelain specimen showed no differences between ion mixed specimen and the unmixed one. 4. ESCA analysis : The ion-beam-mixed Au/porcelain specimen showed a higher peak separated value (4.3eV) than that of the unmixed specimen(3.65eV), the ion-beam-mixed In/porcelain specimen showed a higher peak separated value (9.43eV) than that of the unmixed specimen(7.6eV) and the ion-beam-mixed Sn/porcelain specimen showed a higher peak separated value (8.79eV) than that of the unmixed specimen(8.5eV). 5. Interfacial changes were observed in the ion-mixed Au/porcelain, In/porcelain and Sn/porcelain specimens. Especially, significant interfacial changes were measured in the ion- mixed Sn/porcelain specimen. Tin dioxide(SnO2) and a combination of pure tin and tin dioxide (Sn+SnO2) were produced. 6. In the Au/porcelain specimen, the interfacial chemical reaction showed increased bond strength between gold and porcelain substrate. But, in the In/porcelain, Sn/porcelain specimens, interfacial chemical reactions did not affected the bond strength between metal and porcelain substrate. Especially, bonding strength on the ion mixed Sn/porcelain specimen showed the least amount of difference.

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