• 제목/요약/키워드: acoustic axis

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음향 가진을 이용한 매달려 있는 액적의 형상 진동 모드에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Shape Oscillation Mode of a Pendant Droplet by an Acoustic Wave)

  • 강병하;문종훈;김호영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권6호
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    • pp.523-530
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    • 2006
  • One of the fascinating prospects is the possibility of new hydrodynamics technology on micro-scale system since oscillations of micro-droplets are of practical and scientific importance. It has been widely conceived that the lowest oscillation mode of a pendant droplet is the longitudinal vibration, i.e. periodic elongation and contraction along the longitudinal direction. Nonlinear and forced oscillations of supported viscous droplet were focused in the present study. The droplet has a free contact line with solid plate and inviscid fluid. Natural frequencies of a pendant droplet have been investigated experimentally by imposing the acoustic wave while the frequency is being increased at a fixed amplitude. It is found that a pendant droplet shows the resonant behaviors at each mode similar to the theoretical analysis. The rotation of the droplet about the longitudinal axis is the oscillation mode of the lowest resonance frequency. This rotational mode can be invoked by periodic acoustic forcing and is analogous to the pendulum rotation. It is also found that the natural frequency of a pendant droplet is independent of the drop density and surface tension but inversely proportional to the square root of the droplet size.

넙스(NURBS) 곡선 모델링을 이용한 발사체 음향하중 예측에 대한 연구 (A Study on Prediction of Acoustic Loads of Launch Vehicle Using NURBS Curve Modeling)

  • 박서룡;김홍일;이수갑
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.106-113
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    • 2018
  • 발사체 발사 시 제트화염에 의해 발생하는 강력한 음향파는 음향하중의 형태로 비행체를 가진한다. 대표적인 경험적 음향하중 예측기법인 DSM-II(Distributed Source Method-II)는 제트화염 축을 따라 소음원을 배치하는 방법으로 계산비용 및 정확성 측면에서 장점을 갖는다. 하지만 소음원 배치 방법의 한계로 인해 다양한 발사대 환경을 정확하게 반영하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 넙스(Non-Uniform Rational B-Spline, NURBS) 곡선 모델링을 경험적 예측기법에 도입하여 자유롭게 소음원을 배치할 수 있는 음향하중 예측기법에 대한 연구를 수행하였다. 넙스 기법이 새롭게 도입된 해석기법의 검증을 위하여 Epsilon 로켓의 곡선형 저소음 발사대 형상에 대한 음향하중 예측을 수행하였고 해석 결과를 기존의 예측방법 및 실험 결과와 비교하였다.

NREL Phase VI 수평축 풍력터빈의 저주파 공력소음 해석에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Analysis of Low Frequency Aero-acoustic Noise for a HAWT of NREL Phase VI)

  • 모장오;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권8호
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    • pp.1170-1179
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 수평축 풍력터빈인 NREL Phase VI를 대상으로 ANSYS FLUENT에서 제공하는 LES와 FW-H 상사식을 이용하여 풍력발전기로부터 방사되는 저주파 공력소음을 수치적으로 예측하는 것이다. 풍력발전기 공력소음에 관한 어떠한 실험적 자료가 존재하지 않으므로, 먼저 정격풍속에서 토크와 출력 등의 공력성능 수치결과를 실험결과와 비교하여 소음원 예측의 타당성을 검증한 후, 풍속 변화에 따른 공력소음 특성을 분석하였다. 그 결과 수치성능결과는 약0.8%이내에서 실험결과와 잘 일치하였다. 풍속이 증가함에 따라 사극자와 이극자에 의한 총음압레벨은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 풍력터빈 허브중심으로부터 거리가 증가함에 따라 원방에서는 $r^{-1}$, 근방에서는 $r^{-2}$에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 거리가 두배 증가함에 따른 총음압레벨은 약 6dB 감소하였다.

반복 전송 다이버시티 기법에 따른 OFDM 기반 수중 음향 통신 시스템의 실해역 성능 분석 (Performance Analysis of OFDM-based Underwater Acoustic Communication System by Repeated Transmit Diversity Technique)

  • 채광영;고학림;김민상;조용호;임태호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권11호
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    • pp.1434-1442
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    • 2019
  • 본 논문에서는 인천 덕적도 부근 해안에서 2017년 7월 5일부터 24시간 동안 채널 변화를 지속적으로 측정하였다. 수중 채널은 실시간으로 시간 축에서 변화와 주파수 축에서 변화가 발생함에 따라서 다양한 채널 환경 특성을 가지고 있으며, 다중 경로 페이딩 및 도플러 효과 등으로 인하여 수중 통신 성능저하가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 실해역 수중 통신 환경에서의 통신 성능 향상을 위하여 시간 및 주파수 영역에서의 반복 전송 다이버시티 기법을 적용하여 수중 채널 환경에서의 OFDM 시스템 성능 분석에 관한 연구를 수행하였다. 수집한 데이터를 이용하여 시간과 주파수 영역에서의 채널 환경 비교를 수행하였으며, 파일럿 배치 간격과 시간 및 주파수 축에서의 반복 전송 회수에 따른 BER 성능 분석을 수행하였다.

FBAR 용 $ZnO/SiO_{2}/Si$ 박막의 결정학적 특성에 관한 연구 (A Study of the Crystallographic Properties of $ZnO/SiO_{2}/Si$ Thin Film for FBAR)

  • 금민종;윤영수;최명규;추순남;최형욱;김경환
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.140-143
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    • 2002
  • In this study, we prepared ZnO/glass and $ZnO/SiO_{2}/Si$ thin film by Facing Targets Sputtering (FTS) system for Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR). When the ZnO thin film applied to piezoelectric thin film, it requires good c-axis preferred orientation. And c-axis orientation has a remarkable difference with preparation conditions. Therefore, c-axis orientation must be significantly evaluated according to changing deposition conditions. Moreover, in order to prepare ZnO thin film with good crystallographic properties and progressive of efficiency of product process, the ZnO thin film should have to prepared as low temperature as possible. In this work, we prepared ZnO thin films on slide glass and $SiO_{2}/Si$ substrate. And the crystallographic characteristics of ZnO thin films on sputtering conditions were investigated by alpha-step and X-ray diffraction.

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영구자석 동기 전동기의 고속운전 시 토크리플 저감 알고리즘 (Torque Ripple Reduction Algorithm of PM Synchronous Motor at High Speed Operation)

  • 김종현;조관열;김학원
    • 전력전자학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.429-436
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    • 2015
  • Torque ripples generate mechanical vibration at low speed and acoustic noise at high speed. The back emf harmonics of a PM synchronous motor is one of the main sources of torque ripples. To reduce torque ripples resulting from back emf harmonics, dq-axis harmonic currents that reduce the torque ripples are generally compensated to the current controller. Harmonic current compensation is effective at low speed, but it is not applicable at high speed because of the limited bandwidth of the current controller. In this study, dq-axis harmonic voltage compensation that can reduce torque ripples at high speed is proposed. The dq-axis harmonic voltages are calculated from the motor speed and the dq-axis harmonic currents. The effectiveness of the proposed method in reducing torque ripple is verified by a simulation and experiments.

FBAR용 ZnO/SiO2Si 박막의 결정학적 특성에 관한 연구 (A Study or the Crystallographic Properties or ZnO/SiO2/Si Thin Film for FBAR)

  • 금민종;손인환;최명규;추순남;최형욱;신영화;김경환
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.711-715
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    • 2003
  • In this study, we prepared ZnO/glass and ZnO/SiO$_2$/Si thin film by Facing Targets Sputtering (FTS) system for Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR). When the ZnO thin film applied to piezoelectric thin film, it requires good c-axis preferred orientation. And c-axis orientation has a remarkable difference with preparation conditions. Therefore, c-axis orientation must be significantly evaluated as a function of deposition conditions. Moreover, in order to prepare ZnO thin film with good crystallographic properties and progressive of efficiency of product process, the ZnO thin film should be prepared as low temperature as possible. In this work, we prepared ZnO thin films on slide glass and SiO$_2$/Si substrate. And the crystallographic characteristics of ZnO thin films on sputtering conditions were investigated by alpha-step and X-ray diffraction.

음향 벡터 센서 배열의 뒤틀림 보상을 통한 좌현-우현 구분 성능분석 (An analysis of port-starboard discrimination performance for roll compensation at acoustic vector sensor arrays)

  • 이호진;류창수;배은현;이균경
    • 한국음향학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.403-409
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    • 2016
  • 전방향 센서를 이용하는 선배열 센서의 경우, 음원의 방향이 원추각의 형태로 결정되어지므로 좌 우 구분모호성이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 운용적인 방법과 센서 배열의 구조적인 방법에 대한 연구가 진행되었다. 최근에는 음향 벡터 센서 기반의 연구가 이루어지고 있으며, 본 논문에서는 음향 벡터 센서 기반의 빔형성 기법에서 발생하는 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능에 대하여 분석하였다. 음향 벡터 센서는 하나의 전방향 센서와 세 개의 지향성 센서로 구성되며, 세 개의 지향성 센서는 서로 수직 방향의 속도성분을 측정한다. 이때 센서 배열의 뒤틀림에 따른 지향성 센서 축의 정보가 정확하지 않으면 잘못된 방향의 신호를 인가하여 빔형성 기법의 성능저하가 나타난다. 따라서 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능저하를 분석하고 보상을 통한 빔형성 기법의 성능향상을 확인하였다.

Polarization Precession Effects for Shear Elastic Waves in Rotated Solids

  • Sarapuloff, Sergii A.
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.842-848
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    • 2013
  • Developments of Solid-State Gyroscopy during last decades are impressive and were based on thin-walled shell resonators like HRG or CRG made from fused quartz or leuko-sapphire. However, a number of design choices for inertial-grade gyroscopes, which can be used for high-g applications and for mass- or middle-scale production, is still very limited. So, considerations of fundamental physical effects in solids that can be used for development of a miniature, completely solid-state, and lower-cost sensor look urgent. There is a variety of different types of bulk acoustic (elastic) waves (BAW) in anisotropic solids. Shear waves with different variants of their polarization have to be studied especially carefully, because shear sounds in glasses and crystals are sensitive to a turn of the solid as a whole, and, so, they can be used for development of gyroscopic sensors. For an isotropic medium (for a glass or a fine polycrystalline body), classic Lame's theorem (so-called, a general solution of Elasticity Theory or Green-Lame's representation) has been modified for enough general case: an elastic medium rotated about an arbitrary set of axes. Travelling, standing, and mixed shear waves propagating in an infinite isotopic medium (or between a pair of parallel reflecting surfaces) have been considered too. An analogy with classic Foucault's pendulum has been underlined for the effect of a turn of a polarizational plane (i.e., an integration effect for an input angular rate) due to a medium's turn about the axis of the wave propagation. These cases demonstrate a whole-angle regime of gyroscopic operation. Single-crystals are anisotropic media, and, therefore, to reflect influence of the crystal's rotation, classic Christoffel-Green's tensors have been modified. Cases of acoustic axes corresponding to equal velocities for a pair of the pure-transverse (shear) waves have of an evident applied interest. For such a special direction in a crystal, different polarizations of waves are possible, and the gyroscopic effect of "polarizational precession" can be observed like for a glass. Naturally, formation of a wave pattern in a massive elastic body is much more complex due to reflections from its boundaries. Some of these complexities can be eliminated. However, a non-homogeneity has a fundamental nature for any amorphous medium due to its thermodynamically-unstable micro-structure, having fluctuations of the rapidly-frozen liquid. For single-crystalline structures, blockness (walls of dislocations) plays a similar role. Physical nature and kinematic particularities of several typical "drifts" in polarizational BAW gyros (P-BAW) have been considered briefly too. They include irregular precessions ("polarizational beats") due to: non-homogeneity of mass density and elastic moduli, dissymmetry of intrinsic losses, and an angular mismatch between propagation and acoustic axes.

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ZnO 압전박막을 이용한 FBAR의 주파수 응답특성 (Frequency Characteristics of a FBAR using ZnO Thin Film)

  • 도승우;장철영;최현철;이용현
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 영호남 학술대회 논문집
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    • pp.94-97
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    • 2003
  • This study uses ZnO thin film as a piezoelectric material and Pt as bottom electrode for FBAR (film bulk acoustic resonator) device. ZnO thin film and Pt were deposited by RF-magnetron sputtering method. ZnO thin film and Pt were oriented to c-axis. Top electrode Al was deposited by thermal evaporation. The membrane was formed of bulk micromachining. The FBAR was evaluated by XRD, SEM and electrical characterization. The resonant frequency was measured by HP 8753C Network Analyzer. A fabricated FBAR device exhibited a resonant frequency of 700 MHz ~ 1.5 GHz. When bottom electrode and top electrode thickness were fixed, the resonant frequency was increased as decreasing ZnO thin film thickness.

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