• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권4호
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• pp.441-447
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• 2001

Ultrasonic wave generation and propagation were modeled to simulate an ultrasonic test. A ray model was used for the modeling. Actual sound pressure distribution of the incident wave from an angle probe was analyzed using an ultrasonic visualization method to incorporate the actual sound pressure distribution in the model. In this method, the sound pressure was expressed by the density of rays and the reflection coefficient of ultrasonic beams. Reflection and mode conversion of rays were computed by the Snells law. Simulation programs for the problem of ultrasonic testing of a butt joint are built using this ray modeling. Simulation results for ultrasonic wave scattering from a defect and A-scan display in ultrasonic testing agreed with the actual experiment results.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.91-101
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• 2000

초음파 탐촉자로부터 방사된 음장을 모델링하는 것은 초음파 측정 모델을 구성하는 첫 번째 단계이며, 그 정확도를 결정짓는 핵심 요소이기 때문에 지금까지 다양한 연구가 진행되었다. 본 논문에서는 지금까지 제안된 다양한 기법 중에서 현재 널리 사용되고 있는 Rayleigh-Sommerfeld 적분 모델, 경계회절파모델(boundary diffraction wave model), 가장자리요소모델(edge element model)에 대해 간략하게 논의하고, 이 세가지 모델을 적용하여 평면 원형 및 사각형 초음파 탐촉자의 방사 음장을 계산하고, 각 기법의 정확성과 계산 효율을 비교하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권6호
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• pp.635-644
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• 2003

To ensure the reliability of ultrasonic nondestructive testing techniques for modern structural materials, the effects of anisotropy and inhomogeneity and the influence of non-planar component geometries on ultrasonic wave propagation have to be taken into account. In this article, fundamentals and applications of two analytical approaches to three-dimensional elastic beam field calculation are presented. Results for both isotropic materials including curved interfaces and for anisotropic media like composites are presented, covering field profiles for various types of transducers and the modeling of time-dependent rf-signals.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.138-149
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• 2000

본 논문에서는 유한 고체내 초음파 전파 및 산란 현상의 해석을 위한 다양한 경계요소 모델링 기법이 제시되었다. 박판 재료내 유도초음파 전파에 대한 모드해석을 위해 비균질 적충 박판 구조물에 대한 탄성동역학 경계치 문제가 설정되었으며 이에 대한 수치해로부터 유도초음파의 전파특성을 나타내는 분산곡선이 얻어졌다. 파동 산란시 발생되는 기하학적 복잡성과 모드변환 문제를 수치적으로 모델링하기 위해 탄성 동역학 경계요소법을 적용하였고 이를 박판내 유도초음파의 이론적 직교 모드의 중첩해와 결합시킨 혼합형 경계요소법으로 확장하여 유한 고체내 다중 모드변환의 효율적 모델링법이 제안되었다. 주파수 영역의 수치해로부터 시간 의존 문제의 파동신호 예측을 위해 역 푸리에(Fourier) 변환을 통한 시간 영역 파동산란 신호가 얻어졌다. 이와 함께 실제 초음파 탐상조건에 보다 가까운 파동산란 문제의 모델링을 위해 3차원 경계요소법을 소개하고, 개발중인 3차원 경계요소 프로그램을 이용하여 유한 직경을 갖는 봉재내의 파동 전파를 수치적으로 해석하여 해석해와 비교 검증하였다. 본 논문에서 제시된 탄성파동 모델링 기법은 정량적 비파괴 평가법을 확립하는데 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.583-586
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• 2000

This work ethibits how susceptive the shear ultrasonic waves are to a little misoriented plies according to the angle variation of shear ultrasoic waves $0^\circ$ , $45^\circ$ and $90^\circ$. Also, it is shown that shear waves, particularly the transmission mode with the transmitter and receiver perpendicular to each other, have high sensitivity for detecting anomalies in fiber orientation and ply layup sequence that may occur in the manufacturing of composite laminates. Experimental results are agreed with modeling solutions which were based on decomposition of shear wave polarization vector as it propagates through the composite laminates. This wave appeared considerably to be sensitive to CFRP composites to the thickness direction along in-plane fibers.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권2호
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• pp.185-191
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• 2012

일반적으로 위상배열 초음파검사 기법을 이용한 배관 용접부검사에서는 높은 검사 각도를 효과적으로 발생하기 위하여 ��지를 사용하게 된다. 그러나 용접부 또는 접근이 제한된 부위에 대한 검사는 위상 배열 초음파 탐촉자에 ��지를 부착하게 되면 ��지의 전단 길이로 인하여 검사체적을 포함하지 못하는 등의 문제점이 발생하게 된다. 따라서 ��지를 사용하지 않고 높은 검사 각도를 발생할 수 있는 횡파 위상배열 초음파 탐촉자를 적용해야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 굴절각도가 높은 횡파를 발생할 수 있는 위상배열 초음파 탐촉자를 설계하고 제작하여 다양한 깊이의 EDM 노치가 가공된 시험편에서 결함이 정확하게 검출되고 평가될 수 있는 지를 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 설계된 횡파 위상배열 초음파 탐촉자는 다양한 깊이의 결함을 검출하고 신뢰성 있는 정밀도를 나타내었으므로 향후 접근제한이 예상되는 발전설비 구조물의 검사에 적용된다면 효과적인 검사 결과를 보여줄 것으로 기대된다.

• 한국안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.39-44
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• 2002

This paper shows error in the polarization direction on ultrasonic transducers how sensitive the shear ultrasonic waves are to a little misoriented plies according to the angle variation of shear ultrasonic waves $0{\circ},\;45{\circ}$ and $90{\circ}$. Also, it is shown that shear waves, particularly the transmission mode with the transmitter and receiver perpendicular to cach other, have high sensitivity for detecting anomalies in fiber orientation and ply layup sequence that may occur in the manufacturing of composite laminates. Experimental results are agreed with a modeling solutions which was based on decomposition of shear wave polarization vector as it propagates through the composite laminates. This wave appeared considerably to be sensitive to CFRP composites to thickness direction along in-plane fibers.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.578-581
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• 2004

In this paper numerical and experimental studies are conducted to examine the wave screening effectiveness of wave barriers. The numerical study is based on a finite element model of a 'sandbox' with Lysmer-Kuhlemeyer-type absorbing boundaries. Using the model, the screening effectiveness of wave barriers is studied for different barrier dimensions and distances between the source/receiver and the wave barrier. The results of the numerical modeling are compared with those of the ultrasonic experiment which is performed on an acrylic block with a drilled rectangular cut. Finally, the problem of ground transmitting vibration from a traveling train is numerically treated as a real-world application and the results are discussed in some detail.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.415-429
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• 2002

Various modeling techniques for ultrasonic wave propagation and scattering problems in finite solid media are presented. Elastodynamic boundary value problems in inhomogeneous multi-layered plate-like structures are set up for modal analysis of guided wave propagation and numerically solved to obtain dispersion curves which show propagation characteristics of guided waves. As a powerful modeling tool to overcome such numerical difficulties in wave scattering problems as the geometrical complexity and mode conversion, the Boundary Element Method(BEM) is introduced and is combined with the normal mode expansion technique to develop the hybrid BEM, an efficient technique for modeling multi-mode conversion of guided wave scattering problems.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.152-155
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• 2018

Ultrasonic wave technologies have been widely used in ultrasonic washing machines, ultrasonic surgery, ultrasonic welding machines, ultrasonic sensors, and medical instruments. Ultrasonic surgery can be realized through the cavitation effect of ultrasonic waves. In this study, piezoelectric ceramics were manufactured to achieve the optimum design of a piezoelectric vibrator in a handheld generator for ultrasonic surgery. The best specimen showed the excellent piezoelectric properties of kp＝0.624, Qm＝1,531, and $d_{33}=356pC/N$. Numerical modeling based on the finite element method was performed to find the resonance frequency, the anti-resonance frequency, and the displacement properties of the handheld ultrasonic generator. Maximum displacement was observed in the six-step piezoelectric vibrator at $6.36{\mu}m$.