• 제목/요약/키워드: plane wave propagation

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자왜 재료의 탄성파 속도에 관한 연구 (A Study on the Elastic Wave Velocity of Magnetostrictive Materials)

  • 강국진;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.54-61
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    • 2001
  • 자왜 재료는 비선형 자기-탄성 특성을 갖는다고 알려져 있다. 그러나 비선형 특성을 표현하는 자왜 재료의 비선형 구조 방정식을 4차 텐서를 이용하여 유도하였고, 준선형 (quasi-linear)화시킨 압자구조방정식을 이용하여 자왜 재료 내의 파동 방정식을 유도하였다. 유도된 식을 바탕으로 자왜 재료에서 평면파가 자계 방향을 따라 전파될 때의 탄성파 속도를 구하였다. 나아가 자왜 재료 중에서 가장 널리 사용되고 있는 Terfenol-D의 탄성파 속도를 측정하여 본 연구에서 유도한 자왜 재료 비선형 구조 방정식의 타당성을 검증하였다.

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빔 추적기법과 다층구조에서의 탄성파 전파이론을 적용한 소나돔 내부 음장 수치해석 (Numerical analysis of acoustic field inside sonar dome by using a beam tracing method and the theory of elastic wave propagation)

  • 한승진
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.26-33
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    • 2006
  • A sonar dome is basically designed and installed to protect sonar array from shocks, sea wave slaps and floating matters. The acoustic wave passing through sonar dome, however, can be distorted in magnitude and phase. This paper presents a numerical method for predicting the steady-state sound pressure on the surface of transducer array in the sonar dome and typical results of sonar beam pattern affected by sonar dome. A beam tracing model with phase information and a multi-layered elastic boundary model are involved. A full three-dimensional sonar dome is modeled as a GRP acoustic window, a rubber coated steel baffle and a rubber coated steel hull. A transducer array is modeled as thick steel cylinder. There are some assumptions such as incidence of plane wave, specular reflection on boundary and directionality of transducer element.

압전 밴드 갭 구조물의 면내·외 방향 체적 탄성파 전파 특성 해석을 위한 유한요소 모델링 (Finite Element Modeling for the Analysis of In- and Out-of-plane Bulk Elastic Wave Propagation in Piezoelectric Band Gap Structures)

  • 김재은;김윤영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권8호
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    • pp.957-964
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    • 2011
  • 본 연구에서는 압전 밴드 갭 구조물(포논 결정) 에 대한 체적 탄성파의 전파 특성을 주파수 및 모드 별로 파악하기 위한 유한 요소법의 적용 방안을 제안하였다. 이를 위해 체적 탄성 진행파의 면내 모드 뿐만 아니라 면외 모드를 포함하도록 3 차원 주기 경계 조건을 고려하였다. 특히, 체적 탄성파 모드 간의 비연성 특성을 전기 분극 방향에 따라 유도한 다음, 그 결과를 유한 요소 모델링에 반영하였다. 제안된 방법은 실제 시뮬레이션을 통해 다양한 형태의 압전 밴드 갭 구조물의 파동 특성 분석에 적용될 수 있는 일반적이고 효율적인 방법임을 확인하였다.

사파이어 기판방향에 따른 GaN 박막의 표면탄성파 특성에 대한 이론적 계산 (Theoretical Calculation of SAW Propagation of GaN/Sapphire Structure according to SAW Propagation Direction)

  • 임근환;김영진;최국현;김범석;김형준;김수길;신영화
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.539-546
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    • 2003
  • GaN/사파이어 박막구조는 높은 SAW속도로 인해 고주파 소자로 이용될 가능성이 있다. 일반적으로, GaN 박막은 사파이어의 c, a, 그리고 r-면에 성장한다. 본 연구에서는 사파이어의 기판과 GaN 박막사이의 결정학적 관계에 따라 GaN/사파이어 구조의 파동 방정식을 계산하였다. 각각의 면에서, GaN의 kH와 사파이어의 기판방향에 따라 전단속도가 변화하였다. 그 결과 r-면의 경우 전기기계결합계수가 우수했다. 즉, 재료의 탄성상수와 전기기계결합계수는 기판의 cut 방향과 방향성에 좌우된다. 또한, GaN/r-면 사파이어는 전기기계결합계수가 우수하므로 고주파수 대역 SAW 소자 응용에 보다 더 좋을 것이다.

안테나를 이용한 VHF대역에서 전극형태에 따른 방사전자파의 전파특성 (The Propagation Characteristics of Electromagnetic Waves in accordance with electrode shapes at VHF Band Using an Antenna)

  • 김충년;지승욱;이상훈;이광식
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.73-79
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    • 2002
  • 본 논문는 공기중 교류전압원을 이용하여 3종류의 전극부(침대평판전극, 평판대평판전극 및 구대평판전극부)에서 방전시 방사되는 방사전자파를 측정하고, 그 스펙트럼의 특이한 패턴을 나타냈다. 방사전자파의 측정은 스펙트럼분석기와 바이코니칼 안테나를 사용하여 VHF(30~230[MHz])대역에서 측정하였다. 방전개시전압영역일 때, 침대평판전극부인 경우에는 주파수 45, 70, 80[MHz] 대역에서, 평판대평판전극과 구대평판전극부인 경우에는 주파수40[MHz]에서 높은 전계강도를 나타내었다. 그러나 절연파괴전압영역일 때, 방사전자파의 주파수 스펙트럼분포는 전극의 형태에 따라 측정주파수 영역에서 차이를 나타내었다.

풍력 터빈에 의한 전자기 간섭 환경 문제의 수학적 모델링 (Mathematical Models of Environmental Problems on the Electromagnetic Interference for Wind Turbines)

  • 장세명
    • 한국환경과학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.911-918
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    • 2009
  • Electromagnetic interference (EMI) is defined as the interaction phenomena of electromagnetic waves scattered from a large structure or complex terrain. In this study, the propagation of linear wave is modeled with ray theory, direct simulation Monte Carlo (DSMC), and some classical theories on flat plates. The wave physics of reflection, refraction, and diffraction are simulated for the investigation of front and back scattering of the one-dimensional plane wave from a tower with ray theory and DSMC, respectively. The effect of rotating disk idealized from the real wind-turbine blades is modeled with a simplified version of the classical electromagnetic theory as well as DSMC based on the ray theory.

파랑 수치모형에서 곡선형 내부조파기법과 부분반사조건 적용기법 개발 (Techniques of Internally Generating Waves on A Curve and Specifying Partial Reflection Conditions)

  • 이창훈;김민균;김덕구;최혁진;조용준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.532-537
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    • 2005
  • The techniques of internally generating waves on a curve in a rectangular grid system are developed using the line source method. Numerical experiments are conducted using the extended mild-slope equations of Suh et al. (1997). For five different types of wave generation layout, numerical experiments are conducted in the cases of the propagation of waves on a flat bottom, and the refraction and shoaling of waves on a plane slope. The fifth type of wave generation, which consists of two parallel lines connected to a semicircle, shows the best solutions especially when the grid size is small enough.

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보강재의 운동으로 인한 보강판의 연성진동 (Coupled Vibration of Stiffened Plates due to Motion of Stiffeners)

  • 이현엽
    • 소음진동
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    • 제7권1호
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    • pp.153-159
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    • 1997
  • In a stiffened plate reinforced on one of its sides by beam type stiffeners, the asymmetry about the plate mid-plane induces coupling between flexural wave and longitudinal wave. In this research interactions between flexural and longitudinal wave motion are analyzed in a stiffened plate which is reinforced only in one direction. The plate is modelled as a beam to which offset spring-mounted masses are attached at regular intervals. Propagation constants of the coupled waves and corresponding characteristic waves are derived by using periodic structure theory, and a computer code is developed. Also, sample calculations are carried out and the results are discussed.

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Generalized Rayleigh wave propagation in a covered half-space with liquid upper layer

  • Negin, Masoud
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제56권3호
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    • pp.491-506
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    • 2015
  • Propagation of the generalized Rayleigh waves in an initially stressed elastic half-space covered by an elastic layer is investigated. It is assumed that the initial stresses are caused by the uniformly distributed normal compressional forces acting on the face surface of the covering layer. Two different cases where the compressional forces are "dead" and "follower" forces are considered. Three-dimensional linearized theory of elastic waves in initially stressed bodies in plane-strain state is employed and the elasticity relations of the materials of the constituents are described through the Murnaghan potential where the influence of the third order elastic constants is taken into consideration. The dispersion equation is derived and an algorithm is developed for numerical solution to this equation. Numerical results for the dispersion of the generalized Rayleigh waves on the influence of the initial stresses and on the influence of the character of the external compressional forces are presented and discussed. These investigations provide some theoretical foundations for study of the near-surface waves propagating in layered mechanical systems with a liquid upper layer, study of the structure of the soil of the bottom of the oceans or of the seas and study of the behavior of seismic surface waves propagating under the bottom of the oceans.

1D finite element artificial boundary method for layered half space site response from obliquely incident earthquake

  • Zhao, Mi;Yin, Houquan;Du, Xiuli;Liu, Jingbo;Liang, Lingyu
    • Earthquakes and Structures
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    • 제9권1호
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    • pp.173-194
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    • 2015
  • Site response analysis is an important topic in earthquake engineering. A time-domain numerical method called as one-dimensional (1D) finite element artificial boundary method is proposed to simulate the homogeneous plane elastic wave propagation in a layered half space subjected to the obliquely incident plane body wave. In this method, an exact artificial boundary condition combining the absorbing boundary condition with the inputting boundary condition is developed to model the wave absorption and input effects of the truncated half space under layer system. The spatially two-dimensional (2D) problem consisting of the layer system with the artificial boundary condition is transformed equivalently into a 1D one along the vertical direction according to Snell's law. The resulting 1D problem is solved by the finite element method with a new explicit time integration algorithm. The 1D finite element artificial boundary method is verified by analyzing two engineering sites in time domain and by comparing with the frequency-domain transfer matrix method with fast Fourier transform.