• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.620-628
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• 2005

Spatial control of sound is essential to deliver better sound to the listener's position in space. As it can be experienced in many listening environments, the quality of sound can not be manifested over every position in a hall. This motivates us to control sound in a region we select. The primary focus of the developed method has to do with the brightness and contrast of acoustic image in space. In particular, the acoustic brightness control seeks a way to increase loudness of sound over a chosen area, and the contrast control aims to enhance loudness difference between two neighboring regions. This enables us to make two different kinds of zone - the zone of quiet and the zone of loud sound - at the same time. The other perspective of this study is on the direction of sound. It is shown that we can control the direction of perceived sound source by focusing acoustic energy in wavenumber domain. To begin with, the proposed approaches are formulated for pure-tone case. Then the control methods are extended to a more general case, where the excitation signal has broadband spectrum. In order to control the broadband signal in time domain, an inverse filter design problem is defined and solved in frequency domain. Numerical and experimental results obtained in various conditions certainly validate that the acoustic brightness, acoustic contrast, direction of wave front can be manipulated for some finite region in space and time.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권3호
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• pp.367-378
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• 2020

This paper presents a new design concept for ocean nuclear power plants (ONPPs) using a tension leg platform (TLP). The system-integrated modular advanced reactor, which is one of the successful small modular reactors, is mounted for demonstration. The authors define the design requirements and parameters, modularize and rearrange the nuclear and other facilities, and propose a new total general arrangement. The most fundamental level of design results for the platform and tendon system are provided, and the construction procedure and safety features are discussed. The integrated passive safety system developed for the gravity based structure-type ONPP is also available in the TLP-type ONPP with minor modifications. The safety system fully utilizes the benefits of the ocean environment, and enhances the safety features of the proposed concept. For the verification of the design concept, hydrodynamic analyses are performed using the commercial software ANSYS AQWA with the Pierson-Moskowitz and JONSWAP wave spectra that represent various ocean environments and the results are discussed.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권1호
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• pp.22-30
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• 2021

The ship wake generated by rotation of the propeller yields changes of characteristics of sound wave such as attenuation and scattering. To develope a battle field environment simulator for military purposes, it is very important to understand acoustical properties of ship wake. Existing research results have limitations in direct application because they performed under simple conditions or model ships were applied. In this study, we developed a ship wake generation model based on the ship's geometric wake distribution theory. The model can provide spatial distribution and void fraction with various marine environments as well as ship size. Through the developed model, geometric distribution features of ship wake according to the ship's maneuvering conditions were successfully simulated. In addition, changes of the bubble void fraction with time at any location within the battle field environment were identified. Therefore, the developed model is expected to be used in the development of a simulator to measure the acoustic characteristics of the ship wake.

• 센서학회지
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• 제30권1호
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• pp.25-29
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• 2021

In this study, we successfully developed a highly reliable ultrasonic sediment sensor to detect the sediment levels in sewer pipes in harsh environments. The ultrasonic transducer employed in the ultrasonic sediment sensor was designed so as to possess a simple structure. The developed sensor was carefully optimized by simulating the electromechanical characteristics, radiated sound wave pressures, and directivity via finite element analysis. It was also designed to possess a simple mounting structure minimizing the flow disturbance in a 400-mm sewer pipe; additionally, eight ultrasonic transducers were arranged in a four-channel mode, allowing for measurement of the sediment height in five easy steps. Through experimental evaluations, we verified the performance of the ultrasonic sediment-level sensor and its industrial applicability. The results suggested that although the precision value was notably low at 15 mm, the sediment detection performance was adequate; therefore, the developed sensor can potentially be used in industrial applications.

• Wind and Structures
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• 제37권6호
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• pp.461-471
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• 2023

The main objective of this study was to establish design guidelines for three key design variables (spar thickness, spar diameter, and total draft) by examining their impact on the stress distribution and resonant frequency of a 2.5-MW spar-type floating offshore wind turbine substructure under extreme marine conditions, such as during Typhoon Bolaven. The current findings revealed that the substructure experienced maximum stress at wave frequencies of either 0.199 Hz or 0.294 Hz, consistent with previously reported experimental findings. These results indicated that the novel simulation method proposed in this study, which simultaneously combines hydrodynamic diffraction analysis, computational dynamics analysis, and structural analysis, was successfully validated. It also demonstrated that our proposed simulation method precisely quantified the stress distribution of the substructure. The novel findings, which reveal that the maximum stress of the substructure increases with an increase in total draft and a decrease in spar thickness and spar diameter, offer valuable insights for optimizing the design of spar-type floating offshore wind turbine substructures operating in various harsh marine environments.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.688-706
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• 2024

Austenitic stainless steels (ASS) are extensively employed in various sectors such as nuclear, power, petrochemical, oil and gas because of their excellent structural strength and resistance to corrosion. SS304 and SS316 are the predominant choices for piping, pressure vessels, heat exchangers, nuclear reactor core components and support structures, but they are susceptible to stress corrosion cracking (SCC) in chloride-rich environments. Over the course of several decades, extensive research efforts have been directed towards evaluating SCC using diverse methodologies and models, albeit some uncertainties persist regarding the precise progression of cracks. This review paper focuses on the application of Acoustic Emission Technique (AET) for assessing SCC damage mechanism by monitoring the dynamic acoustic emissions or inelastic stress waves generated during the initiation and propagation of cracks. AET serves as a valuable non-destructive technique (NDT) for in-service evaluation of the structural integrity within operational conditions and early detection of critical flaws. By leveraging the time domain and time-frequency domain techniques, various Acoustic Emission (AE) parameters can be characterized and correlated with the multi-stage crack damage phenomena. Further theories of the SCC mechanisms are elucidated, with a focus on both the dissolution-based and cleavage-based damage models. Through the comprehensive insights provided here, this review stands to contribute to an enhanced understanding of SCC damage in stainless steels and the potential AET application in nuclear industry.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권5호
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• pp.345-352
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• 2016

높은 고도에서 운행되는 항공기는 -$50^{\circ}C$이하의 극저온 피로환경에 노출된다. 이때 반복하중을 통해 발생되는 크랙과 같은 미세결함은 항공기 구조물의 물성변화를 야기하고 구조물 파단과 같은 심각한 구조적 결함을 야기한다. 따라서 효율적인 구조물의 유지보수 및 수명 예측을 위해 구조물의 지속적인 상태진단이 필요하다. 본 연구에서는 실제 항공기 운행조건과 유사한 극저온 피로환경에서 항공기 날개의 구조 건전성 모니터링을 수행하였다. 초기 결함 탐지를 위해 사각배열 압전구동기 및 센서를 구조물 하단에 부착한 뒤, 유도초음파 기반 능동센싱 기법을 통해 손상에 의한 산란 및 반사파를 측정하였다. 이후 통계학적 모델 분석과 위상배열기법을 통해 손상 발생 시점을 파악 및 손상 위치 탐지를 실시하였다. 또한, 극저온 환경에서의 센서의 생존성 파악과 구조 건전성 모니터링 결과의 신뢰성 향상을 위해 센서자가진단을 실시하였다. 실험 결과, 제안된 기법을 통해 극한환경에서 운행되는 구조물의 초기 손상 탐지 및 손상 위치 탐지가 높은 정확도로 가능함을 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제27권3호
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• pp.161-168
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• 2009

유비쿼터스 교통환경에서는 개별차량의 위치, 속도 등 미세한 데이터 수집이 가능하며, V2V (Vehicle-to-Vehicle), V2I(Vehicle-to-Infra) 양방통신이 가능해 짐에 따라 개별차량 혹은 차량군 단위의 미세 제어가 가능해 진다. 이와 같이 기존 ITS 환경과 차별화되는 유비쿼터스 교통환경에 합당한 새로운 교통관리 개념을 정립하는 것과 이러한 개념을 실현할 알고리즘 개발도 필요하다. 이에 본 논문에서는, 교통류 안정성 유지를 통하여 사고발생 잠재력을 최소화시키고 생산성 저하를 방지하는 예방차원의 u-연속류 정체예방관리 서비스를 정의하고 알고리즘을 개발하였다. 이러한 u-연속류 정체예방관리 알고리즘에는 다음과 같은 요소기술 개발이 포함된다. 첫째, 유비쿼터스 교통센터 네트워크에서 수집된 개별차량 데이터를 처리하여, 3차원의 속도/교통량/밀도 프로파일을 구성하는 기술. 둘째, 차량군과 충격파 프로파일을 추출하는 기술. 셋째, 위의 데이터 처리를 통하여 교통류 안정성을 판단하고 교통상황을 구분하는 기술. 넷째, 교통 상황별 적정속도 산정 기술. 다섯째, V2V, V2I 통신환경을 이용한 개별차량 혹은 차량군 단위 적정속도 제공 기술. 기존의 ITS 환경의 사후관리와 비교할 때, 본 연구에서 제안하는 정체예방관리는, 예방적 차원의 사전관리라는 점에서 진일보한 교통류 관리이다. 향후 유비쿼터스 교통 환경을 모사할 수 있는 시뮬레이션 모형 개발이 필요하며, 테스트 베드를 구축하여 현장실험을 시행하고 알고리즘에서 요구되는 문턱치를 결정하는 것도 필요하다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제19권1호
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• pp.44-57
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• 2020

DSRC 교통정보시스템은 노변기지국과 차량에 장착된 하이패스 단말기와의 통신을 이용한 구간 검지기로서 도로 교통정보를 수집하여 운전자에게 신뢰성 높은 교통정보를 제공하고 있다. 이에 국토교통부는 DSRC 교통정보시스템을 ITS 성능평가 대상으로 고시하였으며, 전국고속도로, 국도 및 지자체에 설치된 DSRC 교통정보시스템에 대한 성능평가를 실시하고 있다. 현재 DSRC 교통정보시스템은 장비 이상에 따른 고장수리 및 제어기부에 대한 상태확인 등 단순점검 위주로 관리되고 있어 노변기지국의 통신영역, 안테나 방향, 전파세기 등에 관한 세부적인 운영·유지관리 기준이 필요하다. 본 연구는 노변기지국별 상이하게 운영되었던 DSRC 교통정보시스템에 대한 최적의 품질관리기준을 마련하는 것에 목적이 있다. 품질관리 기준안으로 노변기지국의 통신영역 및 통신출력을 포함하고 안테나의 방향, 설치 높이, 각도 등 물리적인 설치 기준과 다양한 도로 유형별, 환경별 설치 지침을 제시하였다. 제시한 품질관리 기준안은 이동식 DSRC 기지국을 이용하여 설치 기준의 타당성을 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제24권6호
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• pp.317-324
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• 2005

복잡한 음파전달과 시끄러운 해상 교통량이 많은 천해 환경에서 조용한 수중 표적의 탐지와 위치 추정은 아직까지 많은 문제점들을 남기고 있다. 정합장처리는 적절한 조향 벡터를 구성하기 위하여 음파전달 모델을 이용함으로써 최적의 배열 이득과 위치 추정 정밀도를 제공한다. 그러나 실제로는 아직까지 몇몇 제약조건들 때문에 정합장처리의 성능이 제한되고 있다. 가장 중요한 제약조건은 일반적으로 수중의 환경에 대한 정확한 자료가 부족하다는 것이다. 한국 주변의 천해에서 정합장처리의 성능을 판단하기 위하여 일련의 해상실험인 MAPLE (matched acoustic properties and localization experiment)을 실시해오고 있으며, 본 논문은 2003년 10월에 수직선배열과 이동음원을 이용하여 동해 연안에서 실시한 정합장처리 실험으로부터 획득한 자료를 분석한 결과이다. 정합장처리 알고리즘을 이용하여 음원위치추정을 수행하였다. 실험 해역의 수온구조는 내부파 등의 단주기 변동의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 왔으며, 본 논문의 정합장처리 결과에서도 단주기변동의 영향을 받아 부엽준위가 증가한 것으로 보인다.