• Ocean and Polar Research
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• 제31권1호
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• pp.1-9
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• 2009

When evaluating acoustic methods for measuring physical parameters in the ocean, economical and technical considerations are paramount. As an indirect method of estimating ocean dynamics, acoustic tomography has advantages over more conventional approaches. It allows the reconstruction of temperature and flow fields from the acoustic impulse time-of-flight measured along the rays propagating from the source to the receiver. However, many problems require complicated and expensive systems. To use the acoustic tomography method to best effect, developing hardware systems with sources and receivers mounted permanently on the sea bottom is crucial. Akulichev et al. presented some experimental results from shallow zones of the World Ocean that served as a motive for developing a multifunction system with acoustic hardware and software. Here we present technical features and the sea test results of the system.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.161-169
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• 1999

해양음향 토모그래피에 의한 유속측정의 유효성을 검증하기 위하여 1997년 4월 거제도 남쪽해역에서 쌍방향 음파전파 토모그래피 실험을 실시하였다. 이 실험은 해양음향 토모그래피에 의한 실시간 유속관측 시스템을 구축하기 위한 현장 기초실험으로 시도되었다. 실험 당시의 해양물리 환경을 고려하면서 음파 전파시간 차이에 의한 유속측정 결과를 초음파 유속계(ADCP)에 의한 실측유속과 비교 분석하였다. 그 결과 두 실측치는 상관계수 0.943으로써 매우 양호한 상관관계를 보였으며, 해양음향 토모그래피에 의한 방법이 연안해역에서 유속측정 방법으로서 향후 크게 활용될 수 있으리라 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제22권8호
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• pp.645-651
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• 2003

본 논문에서는 해양음향 토모그래피를 위한 개선된 빔형성 역산 기법을 제안한다. 제안된 역산 기법은 음속 구조 역산을 위해 음파도파관의 특성을 나타내는 군속도와 위상속도의 상관성을 이용한다. 군속도와 위상속도는 수신 신호의 도달시간 및 도달각에 의해 계산 가능하며, 이를 위해 빔형성 신호처리를 사용하여 수신신호의 도달시간 및 도달각 분석을 수행한다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘을 사용한 동해 음속구조 역산모의 결과를 서술하였으며, 연구 결과 제안된 빔형성 해양음향 토모그래피 역산 방법을 사용해 동해의 음속 구조 역산이 가능함을 확인할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제23권1호
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• pp.24-29
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• 2004

최근에 OAT(Ocean Acoustic Tomography) 분야에서 M-시퀀스를 이용한 펄스압축 (pulse compression) 기법을 이용하여 해양 구조를 분석하는 많은 연구가 이뤄지고 있다. M-시퀀스는 정합필터 (matched-filter)을 사용한 복조를 통해. 훌륭한 시간 분해능 (resolution) 및 도플러 분해능을 제공할 수 있다. 또한 수신 신호를 적절하게 처리함으로써 수신기 출력의 신호대잡음비 성능을 개선할 수 있으며, 수신 신호를 동기적으로 평균하는 것은 그것에 대한 좋은 예라고 할 수 있다. 그리고 데이터를 빠르고 효율적으로 처리할 수 있는 FHT (Fast Hadamard Transform) 또는 FFT (Fast Fourier Transform) 기법을 사용함으로써 처리 속도를 효율적으로 개선할 수 있다. 본 논문에서는 동해 연안에서 수집된 데이터를 이용하여 수중 음파의 다중경로 성분과 지연 시간을 분석하며, 송수신기간의 샘플링 속도 오차에서 비롯된 현상을 설명하고 오차를 보상하는 방법을 제시한다. 그리고 채널의 scattering 함수, 지연 전력 프로파일 (delay power profile), 시간 확산 특성 등을 통하여 해양 음향 채널의 특성을 분석하도록 한다.

• Applied Microscopy
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• 제43권1호
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• pp.1-8
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• 2013

We developed an improved method for tilt series alignment with fiducial markers in electron tomography. Based on previous works regarding alignment, we adapted the Levenberg-Marquardt method to solve the nonlinear least squares problem by incorporating a new formula for the alignment model. We also suggested a new method to estimate the initial value for inversion with higher accuracy. The proposed approach was applied to geopolymers. A better alignment of the tilt series was achieved than that by IMOD S/W. The initial value estimation provided both stability and a good rate of convergence since the new method uses all marker positions, including those partly covering the tilt images.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제31권2호
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• pp.64-74
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• 1996

Numerical experiments of OAT (Ocean Acoustic Tomography) are carried out in the East Sea of Korea where the canonical ocean has been perturbed by a mesoscale warm eddy and a thermal front. In order to estimate the horizontal and vertical structure of water temperature of the perturbed ocean, the experimental area is divided into 16 cells with 8 pairs of sources and receivers for a horizontal slice and the water column is divided into 8 layers for a vertical slice. The inversely estimated temperature field by using SVD (Singular Value Decomposition) method reveals the eddy and frontal structure clearly. The rms errors of the two horizontal slices are less than $0.4^{\circ}C$ and $1.7^{\circ}C$ at 400 m and 200 m depths, respectively, while the error in the vertical slice is less than $1.0^{\circ}C.$ For better estimation of temperature by OAT method, particularly for the East Sea, a range-dependent ray model should be used to solve the forward problem. At the same time, improvement in computing the refracted ray path between vertical layers is required to obtain more accurate travel time information. The results of the present experiment give rise to a possibility of application of OAT in remote sensing of the ocean thermal structure.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.729-737
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• 2017

The measurement accuracy of Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy based Tomography (TDLAST) for the temperature and concentration fields are dependant upon the arrangement method of the used laser beams. This paper reports on the optimization of laser beam arrangements using phantom data. It has been verified that the measurement error of the TDLAST decreased with increase of laser beam numbers. Further, it has been confirmed that perpendicular arrangements between the horizontal and the vertical laser beams without additional diagonal laser beams shows the minimum measurement errors.

• Ocean Science Journal
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• 제41권2호
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• pp.105-111
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• 2006

In this paper, the lines of investigation on a problem of the development of remote acoustic sensing methods in oceanology are formulated. This paper summarizes the results of investigations into the possibilities for monitoring temperature and flow fields in shallow seas. In the discussed experiments, the instrumentation being constituents of the complex for long-duration remote monitoring of marine medium climatic variability and that of the acoustic tomography of shallow sea dynamic processes is used. The acoustic instruments were located on the POI FEB RAS acousto-hydrophysical polygon (Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences) near the Gamov Peninsula. Acoustic receiving and transmitting systems operating with multiplex phase-manipulated signals (of M-codes) at frequency range 250-2500 Hz form the basis for this complex.

• Applied Microscopy
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• 제38권4호
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• pp.285-291
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• 2008

Electron tomography의 정량적 분석을 위해서 대물렌즈 조리개가 투과빔의 강도에 미치는 영향을 평가하였다. Electron tomography에 도입되는 Beer's law의 올바른 적용을 위해서는 투과빔은 시료의 기울기에 따른 mass thickness의 변화에 의한 효과만을 반영해야 한다. 그러므로 빔 경로상의 대물렌즈 조리개, 홀더 등에 의한 다른 효과는 제거되어야 한다. 본 연구에서는 대물렌즈 조리개의 cut-off 효과를 120 kV TEM과 Quantifoil holey 카본 시료를 이용하여 상세히 평가하였다. 대물렌즈 조리개를 사용하지 않은 경우와 비교할 때, $30{\mu}m$ 크기의 대물렌즈 조리개를 통과한 투과전자빔의 강도는 약 16.7%의 감소가 일어난다. 또한 $55^{\circ}$ 이상의 고경사각 기울기에서는 대물렌즈 조리개의 cut-off 효과에 의해 14.2%의 강도 감소가 추가적으로 발생함을 알 수 있었다. Electron tomography에서 정량 분석을 위해서는 이러한 대물렌즈 조리개의 영향을 고려해야만 한다. 또한 Beer's law의 올바른 적용을 위해서는 일련의 기울기에 따른 2차원적 영상은 가능하면 대물렌즈 조리개를 사용하지 않은 상태에서 획득하는 것이 바람직하다.

• Applied Microscopy
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• 제40권2호
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• pp.117-123
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• 2010

본 연구에서는 의생물 시료에 대해 정량적 전자토모그래피의 기본 전제 조건인 Beer's law를 실험적으로 검증하였다. 시료는 의생물 시료와 비슷한 흡수계수를 갖는 카본 지지막과 latex sphere의 시료를 선택하였으며, 연속적으로 기울어진 TEM 이미지를 획득하였다. 우선, 전자토모그래피를 수행하여 카본 지지막과 latex sphere의 기본 상태를 파악하였다. Beer's law의 검증을 위해 각각의 물질에 대해 경사각 기울기에 따라 입사빔의 강도와 투과빔의 강도의 변화를 측정하여 회귀분석을 수행하였으며, 그 결과 RMS값 0.976의 범위에서 선형적인 관계를 확인할 수 있었다. 또한 Beer's law를 이용하여 카본 지지막과 latex sphere에 대한 각각의 상대적인 흡수계수를 구했으며, 그 값은 대략 1.71(5)/${\mu}m$과 2.67(6)/${\mu}m$으로 경사각 기울기에 대하여 일정하게 유지됨을 알 수 있었다. 따라서, 정밀한 실험조건에서 입사빔의 정보를 유추할 수 있다면 의생물 시료에 대해 엄밀한 Beer's law가 성립하는 정량적인 전자토모그래피가 수행될 수 있을 것으로 기대된다.