• 제목/요약/키워드: acoustic ray theory

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대기 안정 상태에 따른 풍력 단지 소음 전파 예측 (Prediction of Wind Farm Noise with Atmospheric Stability)

  • 손은국;이승훈;전민우;이수갑
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.42.2-42.2
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    • 2011
  • Noise generated from wind turbines has been predicted by numerical methods. Sound pressure level(SPL) on the turbines is predicted after aerodynamic analysis is carried out by Wind Turbine Flow, Aeroacoustics and Structure analysis (WINFAS) code. The level of each panel of acoustic sphere is determined by the sum of tonal, turbulence ingestion and airfoil self noise. With the noise source database, the acoustic sphere, SPL on the ground is calculated using the model based on acoustic ray theory. The model has been designed to consider the effects on the condition of terrain and atmosphere. The variations of SPL on the ground occur not only because of the different source level but also because of the nonuniform distributions of the sound speed along the height. Hence, the profile of an effective sound speed which is the sum of the contribution of sound speed to a temperature gradient and a wind speed variation is used by the theory based on atmospheric stability. With the integrated numerical method, the prediction of sound propagation on the wind farm is carried out with the states of the atmospheric stability.

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Acoustic theory application in ultra short baseline system for tracking AUV

  • Ji, Daxiong;Liu, Jian;Zheng, Rong
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제3권1호
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    • pp.71-77
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    • 2013
  • The effective tracking area of ultra short baseline (USBL) systems strongly relates to the safety of autonomous underwater vehicles (AUVs). This problem has not been studied previously. A method for determining the effective tracking area using acoustic theory is proposed. Ray acoustic equations are used to draw rays which ascertain the effective space. The sonar equation is established in order to discover the available range of the USBL system and the background noise level using sonar characteristics. The available range defines a hemisphere like enclosure. The overlap of the effective space with the hemisphere is the effective area for USBL systems tracking AUVs. Lake and sea trials show the proposed method's validity.

음향현미경의 V(z)곡선을 이용한 재료의 특성에 관한 연구 (A study on the characteristic of material using V(z) curve of acoustic microscope)

  • 문건;고대식;전계석
    • 한국음향학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.65-73
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    • 1988
  • 본 논문에서는 음향현미경의 V(z)곡선을 해석하고 실험결과와 비교 고찰하였으며 V(z)곡선과 재료의 탄성 특성사이의 관계를 연구분석하였다. V(z)곡선의 이론적인 해석은 angular spectrum과 ray optics 이론을 사용하였고 실험은 동작주파수가 3MHz인 음향현미경을 구성하여 행하였다. 실험결과 V(z)곡선은 재료마다 고유의 형태를 나타내며 V(z) 곡선에서 극대치 사이의 간격은 재료에서 Rayleigh 파의 음향속도를 산출하는 데 이용될 수 있음을 보였다.

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음선이론을 이용한 백령도 부근해역 다중빔 수심측량 자료의 수직.수평 오차 분석 (A precision analysis of Baengnyeongdo Multi-beam echosounder data using acoustic ray theory)

  • 유승기;주종민;최지웅;김영배;정현;김서철;박성규
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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    • pp.167-173
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    • 2009
  • 2009년 국립해양조사원은 백령도 부근 해역에 대해 바다로 1호에 장착된 Simrad EM3000 다중빔 음향측심기를 이용한 수심측량조사를 실시하였으며 정확한 음속보정을 위해 1일 $7{\sim}10$회 이상의 음속을 관측하였다. 백령도 주변해역은 계절에 따라 여러 질 수괴(쿠로시오 난류, 황해 연안수 등)가 복잡하게 분포하여 여러 형태의 수온 전선이 형성되어 수층 음속 깊이가 최대 10m/s 이상의 차이를 나타냈다. 또한 난수괴 유입으로 인해 수온약층의 깊이가 지역별로 다르게 분포 하였다. 이러한 음속의 국지적 변화는 다중빔을 이용한 수심측량 자료의 정확도를 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서 다중빔을 이용한 수심측량 자료의 정확도를 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서 백령도 주변해역 수심측량 자료의 수평 수직 변화를 음선추적 이론을 이용하여 확인하였다.

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천해 저주파 잔향음 예측모델 (Shallow Water Low-frequency Reverberation Model)

  • 김남수;오선택;나정열
    • 한국음향학회지
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    • 제21권8호
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    • pp.679-685
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    • 2002
  • 천해에서의 저주파 단상태 잔향음 모델 (L-HYREV: Low-frequency Hanyang univ. Reverberation model)을 개발하였다. 음선이론 (ray-theory)에 기초한 전파모델은 해저 내로 투과되는 음파에 대한 효과를 적절하게 고려할 수 없으므로, 해저 내 상호작용을 계산할 수 있는 전파모델이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 RAM(Range dependent Acoustic Model)을 이용해서 전달손실을 계산 후, 다중경로 확장모델 (multi-path expansion model)을 이용해서 산출한 전달손실을 보정하였다. 모델의 검증을 위하여 GSM (generic sonar model) 잔향음 모의 신호 및 실측 잔향음 신호와 비교하였으며, 비교 결과 GSM보다 L-HYREV 모델이 저주파 잔향음 예측에 적합함을 확인할 수 있다.

해양에서의 수평적 수온변화가 음파전달에 미치는 영향에 대한 기초적 연구 (A Basic Study for the Propagation Characteristics Due to the Horizontal Water Temperature Variations in the Sea)

  • 하강열;김무준
    • 수산해양기술연구
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    • 제32권4호
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    • pp.395-401
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    • 1996
  • In this paper, the propagation characteristics due to the horizontal water temperature variations in the sea such as thermal fronts is analyzed by the ray theory. Two models for the temperature anomaly layer are chosen. One is a plane type and the other is a cylindrical type. In the plane type, the temperature increases linearly from a isothermal region to 5km with the gradient of about $2^{\circ}C.$/km, and decreases with the same gradient in next 5km. In the cylindrical type, water temperature increases only with the same gradient from a half cylindrical thermal boundary surface. The result showed that the gradient of acoustic rays decreases in the temperature increasing region and vice versa in temperature decreasing region. And, the transmission loss due to the temperature variation was less than O.2dB in the plane type model as well as in the cylindrical one.

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동해 남서해역에서 해양음향 토모그래피 운용에 의한 해양탐사 가능성 (Feasibility of Ocean Survey by using Ocean Acoustic Tomography in southwestern part of the East Sea)

  • 한상규;나정열
    • 한국음향학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.75-82
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    • 1994
  • 해수내에서 수중음파의 전파경로 및 도달시간은 해수의 물리적 성질에 의해 커다란 영향을 받는다. 최근의 해양탐사 방법의 하나인 해양음향 토모그래피는 음원과 수신기 사이의 음파 도달시간 차이로부터 해수의 물리적 특성(주로 음속, 수온, 해류변동)을 파악하는 방법이다. 해양음향 토모그래피에 의한 해양탐사를 수행하기 위해서는 비균질 매질에서의 음파전파 모델을 이용하여 매질변동에 따른 음파의 전파경로 및 도달시간 등의 파악이 우선이다. 또한 수신신호는 음파 전파경로의 식별, 매질변동에 따른 수신신호의 안정성, 그리고 주위잡음과 음원신호를 구별하기 위한 분해능 등을 만족하여야 한다. 본 연구에서는 동해에서 해양음향 토모그래피에 의한 해양탐사의 가능성을 검토하기 위하여 기존의 관측자료로부터 표준해양을 설정하여 음파의 도달시간 및 전파경로의 기준으로 정하였다. 동해의 표준해양의 특성은 표층의 음속이 약 1523 m/s이고 최소음속층인 400 m층의 음속이 약 1458 m/s이다. 동해 의 수중음속 변동은 직경 100 km 이상인 중규모 난수성 소용돌이 출현으로 인하여 매우 심한데 수심 200 m 정도까지 확장하여 존재한다. 음원과 수신기의 수심을 최소음속층보다 약간 상층인 350 m수심에 두고 수평거리가 200 km떨어진 표준해양과 소용돌이 음속구조에 대한 음파 전파특성을 파악하였다. 사용된 모델은 음선이론에 근거한 비균질매질에서의 음파전파 모델이며, 이를 이용하여 eigenray 정보를 산출하였으며, 중심주파수가 400 Hz, 주파수폭이 16 Hz, 펄스 길이가 64 ms인 LFM 펄스를 가진 가상적인 음원신호를 설정하여 수신신호를 모의하였다. 수신신호 모의 결과와 수치모델에 의한 동해에서의 음파 전파특성 결과는 해양음향 토모그래피 운용을 위한 필수적인 음파 전파경로의 식별, 매질변동에 따른 안정성, 그리고 주위잡음과 음원신호의 구별을 위한 분해능을 만족한다.

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해수면에 의한 신호 응답 강도의 시변동성 특성이 적용된 벨홉 기반의 수중음향 통신 채널 모델링 및 수동 시역전 통신 응용 (Underwater Acoustic Communication Channel Modeling Regarding Magnitude Fluctuation Based on Ocean Surface Scattering Theory and BELLHOP Ray Model and Its Application to Passive Time-reversal Communication)

  • 김준석;고일석;이용식
    • 한국음향학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.116-123
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    • 2013
  • 본 논문은 시변 해수면을 생성하고 KA(Kirchhoff Approximation) 기반으로 산란계수를 시뮬레이션하여 결정론적 모델인 벨홉 임펄스 응답에 적용함으로써 시변동성 채널을 생성한다. 1D Pierson-Moskowitz 해수면 스펙트럼과 가우시안 상관 함수를 이용하여 일정한 속도로 변화하는 시 변동성 해수면을 사용하였다. 산란계수는 벨홉의 채널 임펄스 응답의 신호 응답 강도에 적용한다. 실제 실측 데이터에서 해수면 반사 성분을 분리하여 시 변동성 특성에 대한 도플러 파워 스펙트럼을 구하고, 해수면 산란계수 시뮬레이션의 결과와 비교하여 해수면에 사용된 가우시안 상관 함수의 상관 시간을 추정하였다. 최종적으로 생성된 시변동성 채널에 수동 시역전 통신 시나리오를 가정하고 기법을 적용하여 비트에러율 및 채널응답 상관계수 시뮬레이션을 수행하였다.