• 제목/요약/키워드: wave propagation and scattering

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섬유강화 복합재료 내의 탄성파 전파 (Propagation of Elastic Waves in Fiber Reinforced Composites)

  • 김진연
    • 한국음향학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.65-72
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    • 1996
  • 입자복합 재료를 대상으로 수식화되고 그 유용성이 증명된 동적 자기일치적 이론을 가장 간단한 이차원 문제인 일방향 섬유강화 복합재료 내의 SH파 전파 문제에 적용하였다. 자기일치적 조건을 주파수의 제한 없이 유도하였고 유효속도와 감쇠를 두 가지 복합재료에 대하여 계산하였다. 계산된 결과는 다중산란 이론 및 또 다른 자기일치적 이론의 결과와 비교하였다. 저 체적비에서는 본 연구의 결과와 정확한 쌍상관함수를 사용하는 다중산란 이론의 결과와 일치하였으나 또 다른 자기일치적 이론의 결과는 앞의 두 이론과 상당히 다른 결과를 나타내었다. 체적비가 증가할수록 유사한 경향을 띠고 있지만 정량적으로는 서로 다른 결과를 보여 주고 있다. 본 연구의 이론은 항상 더 작은 분산과 물리적으로 구현 가능한 감쇠를 준다는 사실을 계산 결과로부터 알 수 있다. 한 가지 중요한 관찰은 고 체적비에서는 다중산란 이론에 의한 감쇠가 저주파수에서 매우 작은 값을 나타낸다는 사실이다.

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큰 규모의 불규칙 조면에 의한 전자파 전파 특성 (Electromagnetic Wave Propagation Characteristics from Large Scale Random Rough Surfaces)

  • 윤광렬;채용웅
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.393-399
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    • 2006
  • 본 논문에서는 비교적 큰 규모의 불규칙 조면에 의한 산란 특성을 예측하기 위해 ray tracing 기법을 적용하였다. 전자계를 평가하기 위하여, 회절 레이(ray)에 대해서 knife edge 회절에 의한 회절 계수를 사용하였고, 반사 레이에 관해서는 Fresnel의 반사 계수를 사용하였다. 또한 레이 추적 방법에는 수신기에 도달하는 모든 레이의 경로를 정확히 찾아주는 image method를 채용하였으며, 불규칙 조면에 회절계를 고려하였다. 파도 모양의 조면에 의한 산란 특성과 빌딩 모양의 표면에 의한 지연 확산(delay spread) 특성에 대해 수치 계산하였다. 불규칙 조면에 의한 산란 특성을 수치적으로 해석하는데 ray tracing 기법을 적용하여 그 유효성을 입증하였다.

혈액에 의한 초음파 산란의 이론적 고찰 (A Theoretical Study of Ultrasound Scattering by Blood)

  • 최재준;홍승홍
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.15-20
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    • 1981
  • In this study, the scattering of ultrasound by blood is theoretically studied. At first, the Chernow equation which represents acoustic propagation inside the region of inhomogenieties is modified to be fitted for blood. Then, scattering amplitude and scattering Cross-section at the far-field region are obtained from this equation. In this case, hemotocrit is assumed to be less than 26 per cent, and the red blood cell is modeled as independent scatterer. This study also develops a practical approximation for the backscattering of periodic sinewave bursts by a volume of randomly distributed scatterers, i.e., whole red blood cells. This expression for the received backscattering ultrasound pressure after the n-th burst of narrowband transducer is obtained from an ideal continuous wave transducer's response.

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수괴 산란신호 모의를 통한 오탐 가능성 분석 (Analysis of false alarm possibility using simulation of back-scattering signals from water masses)

  • 하용훈
    • 한국음향학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.99-108
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    • 2021
  • 본 논문에서는 수괴가 능동소나에서 허위표적으로 오인 탐지 될 수 있는지에 대한 여부를 시각적으로 확인하기 위해 시간영역에 대한 음파 전달 수치 실험을 수행하였다. 수치 실험을 위해 무한영역에 과장된 수괴를 표적으로 구성하였으며 불연속 경계에 대해 개발된 시간영역 유사스펙트럴 모델을 이용하여 산란신호를 계산하고 해석해와 비교하였다. 또한, 시간에 따른 음파전달양상을 모의하였다. 이를 통해 수괴 자체가 허위표적으로 탐지 될 수 없음을 확인하였다.

Optimization of a numerical wave flume for efficient simulations

  • V. Kumaran;A.V. Mahalingaiah;Manu Manu;Subba Rao
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제13권4호
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    • pp.325-347
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    • 2023
  • The present work investigates the wave generation and propagation in a 2-D wave flume to assess the effect of wave reflection for varying beach slopes by using a numerical tool based on computational fluid dynamics. At first, a numerical wave flume (NWF) is created with different mesh sizes to select the optimum mesh size for time efficient simulation. In addition, different beach slope conditions are introduced such as 1:3, 1:5 and numerical beach at the far end of the NWF to optimize the wave reflection solutions. In addition, several parameters are analysed in order to optimize the solutions. The developed numerical model and its key findings are compared with analytical and experimental surface elevation results and it reveals a good correlation. Finally, the recommended numerical solutions are validated with the experimental findings.

Numerical Investigation of Multi-body Wave Energy Converters' Configuration

  • Heo, Kyeonguk;Choi, Yoon-Rak
    • 한국해양공학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.132-142
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    • 2022
  • We investigate the performance of multi-body wave energy converters (WECs). This investigation considers multiple scattering of water waves by the buoys of a WEC under the generalized mode approach. Predominantly, the effect of a WEC's configuration on its energy extraction is studied in this research. First, single-row terminator and single-column attenuator arrays of vertical cylinders have been studied. The performance of these attenuator arrays shows that the wall effect induced by the periodic buoys influences the wave propagation and energy extraction in these WECs. Further studies show that a single-row terminator array of vertical cylinders performs better than the corresponding single-column attenuator array. Subsequently, multi-row terminator arrays of vertical cylinders are investigated by conducting a parametric study. This parametric study shows that the hydrodynamic property of three resonance phenomena makes energy extraction efficiency drop down, and the magnitude of energy extracted oscillates between the resonance points in these WECs. Finally, a 4×8 terminator array of vertical cylinders is studied to determine the effect of various dx (x-directional distance between adjacent rows) within this WEC on its performance. In particular, this study enforces at least two equal dx values within the 4×8 terminator array of vertical cylinders. It shows that a small value of this dx leads to better energy extraction efficiency in some of these various dx arrays than that of a corresponding regular array with the same dx.

제주의 지형 및 토지이용 데이터를 이용한 전계강도 예측 프로그램 (Field Strength Prediction Program Using Terrain and Land Usage Data for Cheju)

  • 홍성욱;김흥수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.824-832
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    • 1998
  • 전파 전파에서 손실은 주로 전파의 산란과 회절 그리고 감쇠로 발생한다. 교외 지역에 대한 대부분의 전파 전파 모텔들은 주로 지세의 영향을 고려하였으나 토지 이용으로 인한 영향은 고려하지 않았다. 본 논문에서는 제주 지형에 적합한 전파 예측 프로그램을 개발하기 위하여 지세와 토지 이용에 의한 영향올 고려하였다. 전파 경로 및 토지 환경을 분별할 수 있도록 지형 데이터와 토지이용 데이터를 화소로 구성하였다 2-ray 모 텔은 지형 기울기와 예측 반사계수에 의하여 가시 등가 모델로 변환하였으며 비가시 경로에서는 정량적인 방법으로 손실을 구하였다. 그 결과 이 프로그램은 제주 교외지역에서의 서비스 범위를 예측하는데 적용할 수 있다.

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수중 기포에 의한 비선형 음파의 증폭과 지향성 (Nonlinear Sound Amplification and Directivity Due to Underwater Bubbles)

  • 김병남;최복경;윤석왕
    • 한국음향학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.250-260
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    • 2003
  • 수중에서 기포는 비선형성이 강한 음향 산란체로서 수중 기포들로부터 산란된 음파들은 강한 비선형 음향특성을 보인다. 입사 음파의 산란된 음파들은 기본 주파수에서뿐만 아니라 배진동 또는 고차진동 주파수들에서도 관측된다. 서로 다른 주파수의 두 음파가 기포에 입사되는 경우, 산란된 음파들은 입사 음파들의 합 및 차주파수에서도 관측될 수 있다. 본 연구에서는 수중에 형성된 기포막에 두 음파가 입사되는 경우, 기포의 비선형성에 의해 차주파수 음파의 진폭이 증폭되고 두 입사 음파의 전파방향으로 지향성이 나타남을 관측하였다. 산란된 차주파수 음파의 지향성은 일차 음원의 지향성을 사용하여 가상음원에 대한 결맞음 산란특성으로 해석하였다.

접지된 유전체 슬랩 위에 위치한 주기적인 스트립 격자구조에서의 전자기적 산란공진;TM편파 경우의 Bragg Blazing 현상 (Electromagnetic Scattering Resonances on a Periodic Strip Grating on a Grounded Dielectric Slab: Bragg Blazing Phenomena of TM Polarization Case)

  • 조웅희;홍재표;김종규;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1363-1375
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    • 2000
  • 접지된 유전체 슬랩 위에 주기적으로 스트립이 놓여 있는 격자구조에 대한 전자파 산란 특성을 TM편파의 경우에 대하여 반사격자(reflection grating)관점과 누설파안테나(leaky wave antenna)관점에서 조사하였다. 수치해석 결과로 Bragg blazing 현상을 두가지 형태(공진형과 비공진형)로 구분하였으며 그 특성(복소전파상수, 산란특성, 전류밀도분포)에 대하여 논의하였다. 특히, 본 연구구조의 TE 및 TM편파 경우에서 확인한 Bragg blazing 현상에 관하여 상세히 기술하였다.

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Analysis of Temperature Effects on Raman Silicon Photonic Devices

  • Kim, Won-Chul;Park, Dong-Wook
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제12권4호
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    • pp.288-297
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    • 2008
  • Recent research efforts on study of silicon photonics utilizing stimulated Raman scattering have largely overlooked temperature effects. In this paper, we incorporated the temperature dependences into the key parameters governing wave propagation in silicon waveguides with Raman gain and investigated how the temperature affects the solution of the coupled-mode equations. We then carried out, as one particular application example, a numerical analysis of the performance of wavelength converters based on stimulated Raman scattering at temperatures ranging from 298 K to 500 K. The analysis predicted, among other things, that the wavelength conversion efficiency could decrease by as much as 12 dB at 500 K in comparison to that at the room temperature. These results indicate that it is necessary to take a careful account of temperature effects in designing, fabricating, and operating Raman silicon photonic devices.