Ultrasonic Vibrator is designed to achieve the maximum vibration amplitude at 30 kHz by in-cluding a horn (diameter, 40 mm), mechanical vibration amplifier at the top of the ultrasonic vibrator in the system and making the complete system resonate. In addition, it is experimentally visualized by particle imaging velocimetry (PIV) that the acoustic streaming velocity in the gap is at maximum when the gap between the ultrasonic vibrator and stationary plate agrees with the multiples of half-wavelength of the ultrasonic wave. This fact results from the resonance of the sound wave and the theoretical analysis of that is also accomplished and verified by experiment. It is observed that the magnitude of the acoustic streaming dependent upon the gap between the ultrasonic vibrator and stationary plate possibly changes due to the measurement of the average velocity fields of the acoustic streaming induced by the ultrasonic vibration at resonance and non-resonance. There exists extremely small average velocity at non-resonant gaps while the relatively large average velocity exists at resonant gaps compared with non-resonant gaps. It also reveals that there should be larger axial turbulent intensity at the hub region of the vibrator and at the edge of it in the resonant gap where the air streaming velocity is maximized and the flow phenomena is conspicuous than that at the other region. Because the variation of the acoustic streaming velocity at resonant gap is more distinctive than that at non-resonant gap, shear stress increases more in the resonant gap and is also maximized at the center region of the vibrator except the local position of center (r〓0). At the non-resonant gap there should be low values of vorticity distribution, but in contrast to the non-resonant gap, high and negative values of it exist at the center region of the vibrator with respect to the radial direction and in the vicinity of the middle region with respect to the axial direction. Acoustic streaming is noise-free due to the ultrasonic vibration and maintenance-free because of the absence of moving parts. Moreover, the proposed method by acoustic streaming can be utilized to the nano and micro-electro mechanical systems as a driving mechanism in addition to the augmentation of the streaming velocity.
본 논문에서는 전밴드(full-band) 적응 필터의 수렴 특성을 개선하기 위해 제안된 정규 부밴드 적응 필터(NSAF)의 성능을 향상시키기 위한 가변 스텝 사이즈 기반의 알고리즘을 제안하였다. 널리 알려진 Kwong의 가변 스텝 사이즈 적응 필터는 간단한 하면서도, 고정된 스텝 사이즈의 적응 필터에 비하여 우수한 성능을 보인다. 그러나 가산잡음이 클 경우, 잡음의 크기에 비례하여 성능이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 적응 오차에서 추정된 가산 잡음을 차감한 정규 오차를 이용함으로써 가산 잡음에 의존하지 않는 가변 스텝 사이즈 알고리즘을 제안하였다. 시스템 확인 모델 하에서 컴퓨터 모의 실험을 통하여 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘들에 비하여 정상 및 비정상 환경에서 수렴 특성이 우수함을 보였다.
Torque of a rotating shaft has been mostly measured by strain gages combined with either a slip ring or telemetry. However, these methods have severe inherent problems like low S/N ratio, high cost, limited number of channels and difficult installation. In this paper, a new method using FBG(fiber bragg grating) sensors and a rotary optical coupler for online non-contact torque monitoring is suggested. FBG sensor can measure both strain and temperature, and has much batter characteristics than those of a strain gage. A rotary optical coupler is a optical connecting device between a rotating shaft and stationary side without any physical contact. It has been devised for transmitting light between a rotating optical fiber and a stationary optical fiber. The proposed method uses this rotary optical coupler to connect FBG sensors on the rotating shaft to instruments at stationary side. And a reference FBG sensor is also applied to compensate the insertion loss change of the rotary optical coupler due to rotation. Three FBG sensors have been fabricated in a single optical fiber. Two FBG sensors are attached on the shaft surface to measure torque and one sensor is installed at the shaft center to compensate the insertion loss change. The torque of a rotating shaft has been successfully measured by the suggested method proving its superior performance potential.
Time-frequency analysis technique is an effective analysis tool for non-stationary processes. In the field of reactor neutron noise, the time-frequency analysis method has not been thoroughly researched and widely used. This work has studied the time-frequency analysis of the reactor neutron noise experimental signals under bubble disturbance and control rod vibration. First, an experimental platform was established, and it could be employed to reactor neutron noise experiment and data acquisition. Secondly, two types of reactor neutron noise experiments were performed, and valid experimental data was obtained. Finally, time-frequency analysis was conducted on the experimental data, and effective analysis results were obtained in the low-frequency part. Through this work, it can be concluded that the time-frequency analysis technique can effectively investigate the core dynamics behavior and deepen the identification of the unstable core process.
다양한 분야에서 시그널(signal) 형태로 자료들이 표현된다. 예를 들면 심전도(electrocardiogram)는 심근에서 발생하는 활동 전류를 나타내는데, 심장의 박동에 따라 수축과 이완을 반복하는 과정을 시간에 따른 활동 전류량의 변동으로 나타낸다. 현실세계에서 측정하거나 관찰되는 시그널에는 다양한 형태의 시그널들이 혼합되어 있는 경우가 흔하다. 예를 들어 오케스트라 연주의 아름다운 선율은 고유한 주파수(frequency)를 지닌 악기들의 다양한 소리로 구성되어 있으며, 각기 다른 음조(note)가 하나로 모여 완벽한 하모니를 형성하게 된다. 시그널이 정상인(stationary) 경우에 혼합된 시그널들을 분해하여 분석하는 방법에 대해 현재까지 다양하게 연구되어 왔다. 자료가 비정상(non-stationary)일 경우에는 기존의 방법론들을 적용시키기에는 한계가 있다. 비정상성 자료를 다루기 위해 Huang 등 (1998)은 경험적 모드분해법(empirical mode decomposition)이라는 방법을 제안하였다. 자료에 내포되어 있는 국소적인 파동(oscillation)을 국소 극값들(local extrema)을 식별하여 자료 적응적으로 추출한다. 경험적 모드분해법은 잡음(error)에 의해 자료가 오염되어 있는 경우에는 국소 극값들을 통하여 국소적인 파동을 추정하기 어려우며, 자료의 크기가 커짐에 따라 계산량도 크게 늘어나는 단점 등이 있다. 본 연구에서는 이차 미분을 이용하여 국소적인 파동을 식별하고 추정하는 새로운 방법론을 제시하고자 한다.
In this paper an application technique of moment equation method to solution of nonlinear rolling equation of motion of ships is investigated. The exciting moment in the equation of rolling motion of ships is described as non-white noise. This non-white exciting moment is generated through use of a shaping filter. These coupled equations are used to generate moment equations. The nonstationary responses of the nonlinear system are obtained. The results are compared with those of a linear system.
음성 인식을 위한 전처리기로 주변 잡음을 제거해 주는 음성향상 기법이 강조되고 있다. 다양한 음성향상 기법들 중 코드북 기반 음성향상 기법은 nonstationary 잡음 환경에서도 효율적으로 동작한다. 하지만, 기존 코드북 기반 음성향상 기법에서는 입력 신호와 음성 및 잡음 코드벡터 간에 미스매치가 발생하여 부정확한 게인이 추정되는 문제가 있다. 본 논문에서는 부정확한 게인을 보상하기 위해 long-term 잡음 추정 알고리즘을 사용하여 매 프레임 별로 신호 대 잡음비기반의 Normalized Weighting Factor (NWF)를 구하고, 이것을 기존 게인에 보상하는 방식을 제안한다. 제안된 코드북 기반 음성향상 기법은 기존 코드북 기반 음성향상 기법에 비해 향상된 성능을 보였다.
본 논분에서는 보다 적은 실험으로 고속철도차량의 윤축에서 발생하는 소음과 진동의 동적 특성을 알기 위해 불규칙 신호처리와 시간-주파수 해석을 이용하여 분석하였다. 윤축의 소음과 진동은 대부분 차륜과 궤도의 비정상상호작용이 원인이다. 이를 분석하기 위해 마이크로폰과 가속도계를 이용하여 데이터를 수집하고 붙규칙 신호처리와 시간-주파수 분석을 이용하여 분석하였다. 분석한 결과, 이 방법들은 고속철도차량의 윤축에서 발생하는 소음과 진동의 동적특성을 분석하는데 유용함을 확인하였다.
Sound generation and radiation from the duct-rotor system are calculated numerically. The wake geometries of a two-bladed rotor are calculated by using a time-marching fiee-wake method without a non-physical model of the far wake. Acoustic free field due to a rotating rotor is obtained by Lowson's equation. Using Kirchhoff source, rotating sources are modeled as stationary ones and can be inserted in the thin body boundary element method. The Kirchhoff source is validated through calculation of acoustic pressure due to a rotating point force. The thin body boundary element method (thin body BEM) is validated through calculation of acoustic radiation of ducted dipole. Using Kirchhoff source and thin body BEM, acoustic radiation of a ducted rotating source is calculated. Acoustic shielding is observed by inserting a duct and shows different phenomena at each major frequency. Acoustic radiation of a real duct-rotor system is also calculated using this method and the ducted acoustic field is significantly different from rotor only.
본 논문에서는 비정상적인 잡음 환경에서 음성향상을 위한 새로운 잡음 추정 기법을 제시한다. 제안된 방법은 잡음 전력 추정을 위해 주파수 채널별 음성부재확률 (SAP, Speech Absence Probability)을 선택적 가중 파라미터로 적용하여 음성 구간에서는 기존의 Minimum Statistics (MS)에 의한 잡음전력 추정치에 비중을 두고 비음성 구간에서는 Soft Decision (SD)에 기반한 잡음전력 추정치를 선택하도록 기존의 알고리즘을 결합한다. 제안된 알고리즘의 성능은 다양한 잡음 환경에서 음성향상기법에 적용하여 주관적인 음질평가 결과에 의해 평가하여 기존의 MS 또는 SD에 기반한 방법보다 향상된 결과를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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