• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.335-342
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• 2015

포노닉 크리스탈이란 기저물질 내에 주기적으로 배열된 산란체로 구성된 복합물질로서 포노닉 크리스탈에 입사된 음파가 특정 주파수 대역에서 차단되는 현상인 밴드 갭이라는 중요한 특성을 갖는다. 본 연구에서는 수중에서 산란체로서 1 mm의 직경을 갖는 원기둥 형태의 스테인리스 스틸 막대가 1.5 mm의 격자상수를 가지며 정방형으로 배열된 2차원 포노닉 크리스탈의 음향 밴드 구조를 이론 및 실험적으로 고찰하였다. 2차원 포노닉 크리스탈의 밴드 구조를 예측하기 위해 유한요소법을 이용하여 첫째 브릴루앙 영역의 ${\Gamma}X$ 방향에 대해 주파수와 파동벡터에 대한 분산관계를 계산하였다. 초음파가 입사되는 방향과 수직한 스테인리스 스틸 막대 층의 개수를 1, 3, 5, 7, 9개로 변화시켜가며 투과계수 및 반사계수를 측정하였다. 계산된 분산관계로부터 2 MHz 이하의 주파수 대역에서 5개의 밴드 갭이 존재하는 것으로 예측되었으며, 첫째 밴드 갭은 0.5 MHz를 중심으로 나타났다. 투과계수 및 반사계수로부터 실험적으로 확인된 밴드 갭은 분산관계로부터 예측된 밴드 갭과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.3-12
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• 2006

본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파피시험을 기술하고 바파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅제를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두가지 방법이 적용되었다. 수치해석 방법에서는 분석은 DISPERSE 프로그램을 이용하여 록볼트의 분산선도를 해석하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대한 그라우팅제의 두께와 강성에 대한 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도 시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과 L(1, 0) 모드에서 20~120kHz가 최적의 주파수로 산정되었다. 실험적 방법에서는 실험실에서 사료를 제작하여 파괴 및 비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험에서는 타격을 이용한 저주파수 모드와 초음파 트랜스듀서를 이용한 고주파수 모드를 통하여 록볼트의 상태를 조사할 수 있다. 실험실에서 수행된 비파괴실험으로부터, 유도파는 주변의 그라우팅제의 강도가 증가하거나 (또는 증가하고) 결함부 영역이 증가할 때 감쇠가 커짐을 알 수 있었다. 그리고 인발시험으로부터 록볼트의 극한지지력을 추정하였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.176-177
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• 2013

Surface plasmon polaritons (SPPs) have attracted the attention of scientists and engineers involved in a wide area of research, microscopy, diagnostics and sensing. SPPs are waves that propagate along the surface of a conductor, usually metals. These are essentially light waves that are trapped on the surface because of their interaction with the free electrons of conductor. In this interaction, the free electrons respond collectively by oscillating in resonance with the light wave. The resonant interaction between the surface charge oscillation and the electromagnetic field of the light constitutes the SPPs and gives rise to its unique properties. In this papers, we studied theoretical and experimental extraordinary transmittance (T) and reflectance (R) of 2 dimensional metal hole array (2D-MHA) on GaAs in consideration of the diffraction orders. The 2d-MHAs was fabricated using ultra-violet photolithography, electron-beam evaporation and standard lift-off process with pitches ranging from 1.8 to $3.2{\mu}m$ and diameter of half of pitch, and was deposited 5-nm thick layer of titanium (Ti) as an adhesion layer and 50-nm thick layer of gold (Au) on the semiinsulating GaAs substrate. We employed both the commercial software (CST Microwave Studio: Computer Simulation Technology GmbH, Darmstadt, Germany) based on a finite integration technique (FIT) and a rigorous coupled wave analysis (RCWA) to calculate transmittance and reflectance. The transmittance was measured at a normal incident, and the reflectance was measured at variable incident angle of range between $30^{\circ}{\sim}80^{\circ}$ with a Nicolet Fourier transmission infrared (FTIR) spectrometer with a KBr beam splitter and a MCT detector. For MHAs of pitch (P), the peaks ${\lambda}$ max in the normal incidence transmittance spectra can be indentified approximately from SP dispersion relation, that is frequency-dependent SP wave vector (ksp). Shown in Fig. 1 is the transmission of P=2.2 um sample at normal incidence. We attribute the observation to be a result of FTIR system may be able to collect the transmitted light with higher diffraction order than 0th order. This is confirmed by calculations: for the MHAs, diffraction efficiency in (0, 0) diffracted orders is lower than in the (${\pm}x$, ${\pm}y$) diffracted orders. To further investigate the result, we calculated the angular dependent transmission of P=2.2 um sample (Fig. 2). The incident angle varies from 30o to 70o with a 10o increment. We also found the splitting character on reflectance measurement. The splitting effect is considered a results of SPPs assisted diffraction process by oblique incidence.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.857-863
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• 2014

전자기파와 플라즈마의 상호 작용을 결정하는 주요 변수는 플라즈마 주파수와 충돌 주파수이며, 이 둘은 각각 전자 밀도와 전자 온도로부터 계산할 수 있다. 이 두 값은 플라즈마 발생기 종류에 따라 결정되는 시간 의존적인 변수이다. 기존의 전파 흡수 특성 연구에서는 수치 해석적 모형의 부재로 인하여 플라즈마의 시간적/공간적 변화를 간략화하거나, 상수로 가정하여 수행하였다. 본 연구에서는 플라즈마 유체 모델을 도입하여 얻어진 시간 의존적 변수 값을 전자기파감쇠량 계산에 이용함으로써 해석의 정확도를 높이는 방식을 제안하였다. 해석 대상인 유전체 장벽 방전 플라즈마는 구조적인 단순함으로 인하여 1차원 분석만으로 플라즈마 분포의 시간적 변화를 반영할 수 있다. 본 논문은 한 주기 내에서 전자 밀도와 전자 온도를 추출하여 마이크로파 입사 시 시간적 흡수 특성 변화를 분석하였다. 또한, 전자 밀도와 전자 온도의 변화에 따라 감쇠량을 계산하여 감쇠 경향성을 분석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권3호
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• pp.151-156
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• 1994

액체나트륨 내부에서의 가시화, 온도 혹은 칫수 측정, 용접부의 비파괴검사 등을 위한 고온(약 $250{\sim}650^{\circ}C$) 액침 초음파센서의 개발이 시도되어 왔다. 본 연구에서는 도파띠를 이용한 고온 액침 초음파센서의 가능성을 수조에서 실험으로 확인하였다. 가장 낮은 차수의 반대칭 판파가 분산이 거의 없는 주파수 영역에서 이용되었다. 이 판파는 주파수가 2.3MHz인 빗살구조 탐촉자에 의해 두께가 1mm이고 폭이 13mm인 스테인리스강 도파띠 내에 여기되었다. 이 판파의 감쇠상수는 공기중에서 1.2dB/m이었고, 물속에서는 380dB/m이었다. $13mm{\times}39mm$ 크기의 빔방사부위로부터 270mm 떨어진 평면 반사체에 대해 25dB의 신호 대 잡음 비를 얻었다.

• 한국음향학회지
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• 제30권7호
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• pp.402-407
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• 2011

물리현상의 인과성에 대한 필요충분조건은 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig (K-K) 관계식으로 표현된다. 음파에 대한 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig 관계식은 음파의 위상속도 분산식과 감쇠계수 분산식 사이의 힐버트 변환 쌍으로 나타난다. 본 연구에서는 400 kHz-1.1 MHz의 고주파 영역에서 물이 찬 다공성 유리구슬 매질에서 측정된 p파 음속 및 감쇠계수를 Waters 등에 의해 얻어진 미분 형태의 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig 관계식과 정량적으로 비교했다. 감쇠계수는 주파수의 거듭제곱형태를 따르며, 이때 실험값은 Kramers-Kr$\ddot{o}$nig 관계식과 비교적 정확히 일치한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권3호
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• pp.169-177
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• 2002

일반 반사법 탐사 모델링에서 효율적인 주파수영역 수치모델링의 실용화를 위해 무엇보다 해결해야할 과제는 파장당 격자수를 줄이는 것이다. 본 연구에서는 이에 착안하여 수치분산 및 수치이방성을 최소화시키면서 한 파장당 필요한 격자수를 줄일 수 있는 가중평균 유한요소법을 개발하였다. 강성행렬과 질량행렬은 네 개의 사각형 유한요소로 확장하였으며, 모든 격자점이 포함되도록 유한요소를 배열하여 조합하였다. 확장된 네 개의 강성행렬과 질량행렬은 가중평균계수를 주어 선형결합하는 방법으로 가중평균하였다. 가중평균계수는 확장된 25점 평균차분법을 사용하여 가중평균계수를 결정하였다. 또한, 정확도 향상은 2차원 균질모델 과 수평층 모델에서 해석해와 한 파장당 4개의 격자점을 준 가중평균 유한요소법 수치해 비교를 통하여 검증하였다. 또한, 석유탐사에서 활용성이 높은 향사구조 모델을 선정하여 이의 반응을 관찰한 결과 지층경계면외에 네 개의 사각형 유한요소들의 구성으로 인한 인위적인 파의 도달이 인식되지 않았다. 따라서, 본 연구에서 고안된 가중평균 유한요소법은 주파수영역에서 폭 넓은 수치모델링연구을 가능하게 할 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2003

배관 내의 스케일은 통수비를 감소시키므로 배관을 적절히 관리하기 위해서는 스케일량에 대한 정량적인 평가가 필수적이다. 상수도 급수관내의 스케일량을 평가하기 위해서 유도초음파를 사용하였다. 가변각 ??지를 사용하여 유도 초음파의 여러 모드를 발생시키고, 노후 배관을 따라서 전파하는 특성을 분석하였다. 실험적으로 관내의 스케일이 증가함에 따라서 $f{\times}d=1.5MHz\;mm$인 경우에 F(M,2) 모드들의 진폭이 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 상수도 급수관의 스케일량 평가에 적합한 유도 초음파는 F(M,2) 모드들임을 알 수 있었다.

• 한국수산과학회지
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• 제25권6호
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• pp.443-456
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• 1992

황해에서와 같은 선형의 양향성 대륙붕 해저 지형에서 저주파의 분산관계가 단주기$\cdot$단파까지 포함하는 장주기$\cdot$장파 경우에 대해 유도되었다. 선형의 양향성 대륙붕에서 장주기$\cdot$장파일 경우 Bessel 방정식이 유도되는데 비해 일반적인 경우에는 Hummer 방정식이 유도된다. Hummer 방정식의 해로 유도되는 confluent Hypergeometric 함수는 극한 경우에 여러 형태로 바뀐다. 단일한 대륙붕에서는 해안선과 수직한 방향의 대륵붕 규모가 Rossby deformation radius에 비해 많이 작을 때는 수평흐름의 수렴$\cdot$발산효과가 무시되지만 양향성 대륙붕에서는 수평흐름의 수린$\cdot$발산효과가 해안선과 수직한 방향의 대륙붕규모가 관계없이 파동역학에 결정적으로 중요하다. 수렴$\cdot$발산효과는 Kelvin 파를 포함시키며 대륙붕파의 파속을 감소시킨다. 끝으로 양향성 대륙붕의 비마찰 eigenfunction들의 직교가 증명되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.331-340
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• 2004

기기 건전성의 온라인 검사 및 감시 기술은 기존의 원전의 가동 중 검사의 효율적 수행에 필요한 정보를 제공한다. 유도 초음파는 온라인 검사와 감시에 활용 가능성이 있는 기술 중의 하나로 알려져 있다. 본 연구에서는 온라인 검사 겐 감시 기술 개발의 일환으로 유도초음파를 이용하여 파이프의 건전성을 검사/감시하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 위해 증기 발생기 세관을 실험 대상으로 하여 분산 선도 덴 특정 모드에 대응하는 초음파 입사각을 계산하였다. Short time Fourier transform을 이용한 시긴-주파수 분석을 통하여 유도초음파 모드를 확인하였으며, 유도 초음파가 증기발생기 세관의 곡관 부분을 통과할 때 모드 변환이 발생하지 않는 것을 실험적으로 확인하였다. 유도 초음파를 이용한 증기발생기 세관의 최적 검사 모드를 제안하고 실험에 의하여 이를 확인하였다.