• 제목/요약/키워드: wavenumber

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Seasonal Characteristics of the Longitudinal Wavenumber-4 Structure in the Equatorial Ionospheric Anomaly

  • Kim, E.;Jee, G.;Kim, Y.H.
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제25권4호
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    • pp.335-346
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    • 2008
  • Using the global total electron contents (TEC) measured by the TOPEX satellite from Aug. 1992 to Oct. 2005, we investigate the variations of the longitudinal wavenumber-4 (LW-4) structure in the equatorial anomaly (EA) crests with season, local time, and solar activity. Our study shows that the LW-4 structure in the EA crests ($5{\sim}20^{\circ}$ MLAT in both hemispheres) has clear four peaks at fixed longitude sectors during the daytime for both equinoxes and June solstice. In spite of being called a wavelike structure, however, the magnitudes and spatial intervals of the four peaks are far from being the same or regular. After sunset, the four-peak structure begins to move eastward with gradual weakening in its amplitude during equinoxes and this weakening proceeds much faster during June solstice. Interestingly, the longitudinal variations during December solstice do not show clear four-peak structure. All these features of the LW-4 structure are almost the same for both low and high solar activity conditions although the ion densities are greatly enhanced from low to high solar activities. With the irrelevancy of the magnetic activity in the LW-4, this implies that the large changes of the upper atmospheric ion densities, one of the important factors for ion-neutral interactions, have little effect on the formation of the LW-4 structure. On the other hand, we found that the monthly variation of the LW-4 is remarkably similar to that of the zonal component of wavenumber-3 diurnal tides at low latitudes, which implies that the lower atmospheric tidal forcing, transferred to the upper atmosphere, seems to have a dominant role in producing the LW-4 structure in the EA crests via the E-region dynamo.

레이저 스캐닝 및 정상파를 이용한 평판 구조물의 손상탐지 (Damage Detection on Thin-walled Structures Utilizing Laser Scanning and Standing Waves)

  • 강세혁;전준영;김두환;박규해;강토;한순우
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권5호
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    • pp.401-407
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    • 2017
  • 본 연구에서는 레이저 스캐닝 및 단일 주파수 정상파 가진과 파수 분석을 통해 구조물의 손상을 탐지하는 기법을 개발하였다. 구조물에 부착된 압전소자를 통해 단일 주파수로 가진하고, 이때 발생한 구조물의 정상상태 응답을 레이저 도플러 속도계와 거울 방향조절 장치를 통해 측정하였다. 구조물의 결함을 탐지하기 위해 정상상태 응답에서 파수 필터링을 이용한 손상 탐지 기법을 개발 및 적용하였다. 부식결함이 발생한 알루미늄 평판과 층간 분리가 발생한 복합재료 구조물에 대한 손상 탐지를 수행하여 손상의 위치와 크기를 정확히 파악할 수 있었다.

복소차분도표를 이용한 단일경계 표면플라즈몬 모드 이해 (Classification of Single-interface Surface Plasmons by Using Complex Differential Diagram)

  • 이동진;이승걸;오범환
    • 한국광학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.108-113
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    • 2011
  • 본 논문에서는 단일경계 표면플라즈몬 도파로의 모드특성을 잘 이해하기 위해 복소차분도표를 제안한다. 기존의 표면플라즈몬 모드는 군속도의 부호가 바뀌는 부분을 기준으로 분류되었는데, 여기에서 군속도는 표면플라즈몬 모드 진행방향의 전파상수와 광자 에너지에 대한 분산 관계식에서 접선의 기울기이다. 표면플라즈몬 모드는 진행방향에 대해 수직한 방향의 전파상수도 가지고 있기 때문에 이를 종합적으로 이용하여 모드를 분류하는 것이 필요하다. 복소차분도표는 전파상수의 실수 부와 허수 부의 차이를 변수로 하여 나타낸 도표로서 이를 이용하면 모드 분류가 가능하고 또한 광자 에너지에 따른 종합적인 전파상수의 변화 경향을 살펴보는 것이 용이하다.

지면 임피던스를 고려한 레일 방사 소음의 파수영역 유한요소/경계요소 해석 (Numerical Analysis of Rail Noise Regarding Surface Impedance of Ground by Using Wavenumber Domain Finite and Boundary Elements)

  • 유정수;장승호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.289-300
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    • 2015
  • 철도 전동 소음은 철도에서 발생하는 대표적인 소음으로서 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 가진 된 차륜 및 레일의 진동으로부터 발생한다. 철도 전동 소음 해석 시 레일 방사 소음은 자유 공간에 놓인 레일의 음향 방사 파워를 이용해 원거리에서 계산하므로, 일반적으로 소음원 모델에 지면 반사를 고려하지 않는다. 그러나 레일 주위의 근접 음장을 해석하고 저감 대책을 적용하기 위해서는 지면에 의한 음파의 반사를 고려해야 한다. 본 논문에서는 파수유한요소/경계요소법을 이용해 지면에 의해 발생하는 레일 소음의 변화와 그 특성을 살펴보았다. 해석은 먼저 레일이 강체 지면에 부착된 경우와 레일 패드 높이만큼 강체 지면에서 이격된 경우에 대해 방사효율을 구하고 그 결과를 비교하였다. 이를 통해 레일과 강체 지면의 이격 여부에 따라 레일 방사 소음에 크게 변화함을 확인하였다. 둘째로는 지면에 임피던스 경계조건을 부여하고 레일에서 방사되는 음향 파워 및 지향 특성의 변화를 살펴보았다.

Spherical Harmonics Power-spectrum of Global Geopotential Field of Gaussian-bell Type

  • Cheong, Hyeong-Bin;Kong, Hae-Jin
    • 한국지구과학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.393-401
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    • 2013
  • Spherical harmonics power spectrum of the geopotential field of Gaussian-bell type on the sphere was investigated using integral formula that is associated with Legendre polynomials. The geopotential field of Gaussian-bell type is defined as a function of sine of angular distance from the bell's center in order to guarantee the continuity on the global domain. Since the integral-formula associated with the Legendre polynomials was represented with infinite series of polynomial, an estimation method was developed to make the procedure computationally efficient while preserving the accuracy. The spherical harmonics power spectrum was shown to vary significantly depending on the scale parameter of the Gaussian bell. Due to the accurate procedure of the new method, the power (degree variance) spanning over orders that were far higher than machine roundoff was well explored. When the scale parameter (or width) of the Gaussian bell is large, the spectrum drops sharply with the total wavenumber. On the other hand, in case of small scale parameter the spectrum tends to be flat, showing very slow decaying with the total wavenumber. The accuracy of the new method was compared with theoretical values for various scale parameters. The new method was found advantageous over discrete numerical methods, such as Gaussian quadrature and Fourier method, in that it can produce the power spectrum with accuracy and computational efficiency for all range of total wavenumber. The results of present study help to determine the allowable maximum scale parameter of the geopotential field when a Gaussian-bell type is adopted as a localized function.

북한의 폭파자료와 자연지진에 대한 수치 모델링 (Numerical modeling of explosions and earthquakes from North Korea)

  • 조광현;강익범
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.249-252
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    • 2008
  • 본 연구에서 북한의 지진자료에 대해 지진파의 이론적인 파형이 파수(wavenumber)와 주파수(frequency)에 대한 적분의 형태로 계산된다. 이 방법은 매질에 대해 많은 층의 입력값을 적용할 수 있기 때문에 실제지진 자료와 비슷한 이론적인 파형을 계산할 수 있다. 반복 작업에 의해 각 층의 두께와 속도, 감쇄상수 등을 고려한 한반도 지각에 가장 잘 적용할 수 있는 모델을 사용해서 북한의 폭파와 지진자료와 비슷한 이론적인 파형을 계산하였다. 본 연구의 결과는 지표의 퇴적층의 두께, 속도, 감쇄 상수가 이론적인 파형 계산에 매우 중요하다는 사실을 말한다. 실제 지진자료와 이론 파형을 비교 시, 초기 주시와 파형의 모양이 아주 잘 맞는 것을 볼 때 결과 모델이 한반도의 실제 지각구조와 매우 비슷하고 북한의 지진자료의 이론 파형 계산이 잘 되었다는 것을 알 수 있다.

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주파수-파수 스펙트럼과 라돈변환을 이용한 희소 배열 기반 방위추정 기법 연구 (Direction finding based on Radon transform in frequency-wavenumber domain with a sparse array)

  • 최용화;김동현;김재수
    • 한국음향학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.168-176
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    • 2019
  • 배열의 설계주파수보다 높은 주파수의 표적신호가 수신되는 경우 공간 에일리어싱에 의해 빔형성에 모호성이 발생한다. 이를 극복하기 위해 Abadi가 차주파수 빔형성 기법을 제안하였다. 하지만 차주파수 빔형성 기법은 차주파수의 값에 따라 최소한의 대역폭이 필요한 제약조건이 있다. 본 논문에서는 주파수-파수 스펙트럼의 특성과 라돈변환을 이용하여 공간 에일리어싱이 발생하는 표적신호의 방위를 추정하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 대역을 가지는 신호의 주파수 대역 내에서 방위추정의 모호성은 발생하지 않고, 표적의 방위를 추정할 수 있다. 하지만 대역을 가지는 신호에만 적용이 가능한 제약조건이 있다. 광대역 신호에 대해 시뮬레이션을 수행하여 알고리즘을 구현하고, 이를 SAVEX15 (Shallow Water Acoustic Variability EXperiment 2015)의 딱총새우 소음신호를 이용하여 차주파수 빔형성 기법의 결과와 비교 검증하였다.

거제 내만해역에서의 고주파 양상태 해수면 음파산란 채널 측정 및 모의 (Measurement and simulation of high-frequency bistatic sea surface scattering channel in shallow water of Geoje bay)

  • 최강훈;김용빈;김시문;최지웅
    • 한국음향학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.1-9
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    • 2021
  • 해수면 상태에 따른 고주파 양상태 해수면 음파산란 채널 측정 실험은 2020년 4월 거제 내만해역에서 수행되었으며 산란이론을 기반으로 한 모의결과와 비교하였다. 신호는 중심주파수 128 kHz, 대역폭 32 kHz의 선형 주파수 변조 신호를 이용하였다. 파고부이를 통해 측정된 해수면 거칠기로부터 해수면 파수 스펙트럼을 계산하였고 산란이론인 Small Slope Approximation(SSA)에 적용하여 해수면 거칠기에 의한 산란강도를 추정하였다. 또한 실험 당시 풍속을 이용하여 해수면 부근 공기방울층 음파산란을 고려하여 산란강도를 계산하였다. 모의된 산란강도를 이용하여 해수면 산란 채널 세기 임펄스 응답을 모의하였고, 해수면 파수 스펙트럼과 공기방울층 산란에 따른 모의결과를 측정치와 비교, 분석하였다.

감압 밸브 배관 시스템 내 파수-주파수 분석을 통한 곡관의 유동소음 저감에 대한 수치적 연구 (Numerical investigation on the flow noise reduction due to curved pipe based on wavenumber-frequency analysis in pressure relief valve pipe system)

  • 구가람;정철웅
    • 한국음향학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.705-712
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    • 2022
  • 감압밸브에서 발생하는 급격한 압력저하는 강한 소음원으로 작용하여 배관을 따라 압축성 압력섭동을 전파시키며, 이는 음향유기진동의 가진원으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 감압밸브가 있는 배관 시스템에서 곡관에 의한 압축성 압력섭동의 저감 효과를 확인할 수 있는 수치기법을 개발하였다. 배관 내 밀도 변화에 의한 음향파 성분을 모사하기 위해 고정밀 해석기법인 비정상 압축성 대와류모사 기법을 적용하였으며, 아격자 모델로는 Smagorinsky-Lilly 모델을 적용하였다. 배관을 따라 전파되는 압축성 압력섭동 성분을 유동장 정보로부터 추출하기 위하여 파수-주파수 분석을 수행하였으며, 곡관을 기준으로 상류방향 배관과 하류방향 배관의 벽면 압력을 활용하였다. 이를 통해 평면파 성분과 n=1에 해당하는 모드 성분이 하류 방향을 따라 강하게 나타나는 것을 확인하였으며, 곡관을 전후로 전체 음향파워가 3 dB 저감되는 것을 확인함으로써 곡관에 의한 압축성 압력섭동 저감 효과를 확인하였다.