• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1996.06a
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• pp.33-36
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• 1996

해양에서 내부파 (internal wave)는 수직적으로 밀도가 크게 다른 두 층의 경계면에서 생성되는데, 일반적으로 경계면은 수온약층 (thermocline)에 해당된다. 본 연구에서는 간단한 단주기(하나의 주기만을 갖는)내부파를 가정하고 이 내부파에 의해서 야기될 수 있는 저주파 (100-400 HZ) 전파손실의 변동 정도를 모델링을 통해 추정하였다. 내부파의 파장은 1Km이고 진폭은 25m이며 수심 50-100m 사이에 존재하는 것으로 가정하였다. 전파손실 계산은 PE (parabolic equation) 기법을 도입한 모델을 이용하였다.수층의 두께는 2000m로 균일하고 퇴적층 및 기반암층의 두께는 각각 500m로 가정하였다. 모델링 결과 단주기 내부파의 1 파장이 진행하는 동안 고정된 수신 깊이별로 20km 거리에서 10 dB 이상의 큰 변동이 야기 될 수 있음을 확인하였다. 이는 내부파 내에서 큰 굴절을 변화로 인한 음파의 산란 때문으로 볼 수 있다. 실제 해양에서는 내부파가 단주기 파동 형태로 나타나기 보다는 여러 주기의 파동이 중첩되어 나타나므로 정확한 내부파 영향을 추정하기 위해서는 보다 실제에 가까운 내부파를 모델링할 필요가 있다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06e
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• pp.125-128
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• 1998

최근의 연구에서 해양의 내부파가 음파의 전달에 영향을 주어 비정상적인 손실을 일으키는 것으로 밝혀졌다. 일련의 실험을 통하여 한국 동해에도 강한 수온약층을 중심으로 한 내부파가 존재하는 것으로 밝혀졌으며, 음원과 수신기를 이용한 실험을 통해서도 관측된 내부파의 주기에 해당하는 음파의 변동 특성이 확인되었다. 내부파가 음파의 전파에 영향을 미치는 것은 모드간 간섭을 통하여 이루어진다. 본 논문에서는 모드간섭의 이론적 설명과 함께 음향모델을 통하여 내부파의 영향을 추정하였다. 모델링 결과 내부파는 음파의 모드간 에너지 전이를 일으켜서 에너지를 산란시키는 효과가 있는 것으로 보인다. 한편 거리독립 환경과 내부파가 존재하는 환경간에는 주파수 1 kHz를 기준으로 하여 거리에 따라 약 10dB까지의 전파손실 차이를 나타낸다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06d
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• pp.18-24
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• 1998

최근의 연구를 통해 해양의 내부파가 음파전달에 영향을 주어 비정상적인 손실을 일으키는 것을 밝혀졌다. 한국 동해세서도 강한 수온약층을 중심으로 내부파가 존재할 것으로 여겨져 왔으며, 이를 규명하고자 '98년 6월 각종 장비를 동원한 해양 관측을 동해항 근해에서 실시하였다. 또한 내부파에 의한 음파의 전파 특성을 추정학자 음원과 수신기를 고정한 상태에서 음향 실험을 실시하였다. 실험 결과 전형적인 내부파는 주기가 약 5-12분이고 최대 진폭은 15m 정도임이 밝혀졌다. 특히 10여개의 내부파 묶음이 약 36cm/sec 의 속도로 이동하고 있음도 확인하였다. 15개의 음향센서로 이뤄진 수직선배열 수신기와 음원을 이용한 음향 실험결과 역시 4-12분 주기에서 부분적으로 스펙트럼이 높게 나타났으며, 특히 주파수 1kHz 인 경우에는 4, 6분 주기에서 15개의 센서에 대해 일관되게 높은 스펙트럼 준위가 나타났다. 내부파에 의한 이러한 음파의 특성은 음파의 모든간 결함으로 나타나는 일종의 간섭 현상으로 설명될 수 있다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06e
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• pp.147-150
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• 1998

천해에서의 음파전달은 심해와 비교하여 복잡하고 경계면의 영향을 많이 받으며 서해에서 하계의 평균 수온자료로 잔향음을 계산한 결과 해저면 잔향음(reverberation)이 가장 우세한 것으로 나타났다. 특히 서해에서는 하계에 내부파에 의한 강한 수온약층의 생성이 관측되었으며, 이런 현상은 음파전달에 많은 영향을 줄 것으로 예측된다. 내부파를 조석에 의한 장주기와 단주기로 구분하여 적용한 결과 고주파 음원을 사용할 경우 장주기 내부파에 의한 수온약층의 수식변동에 따른 잔향음은 최대 13dB까지 차이가 났으며 단주기 내부파의 경우 수온약층의 하강한 경우 수온약층이 상승한 경우보다 근거리에서 전달손실 변화가 작았다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.237-240
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• 2000

본 연구에서는 한국 동해 대륙붕 해역에서의 주요 해양현상인 수직 수온구조의 단기변동, 수온전선, 그리고 내부파의 변동을 분석하고 이들 변화에 따른 음파의 음장변화를 고찰하였다. 한국 동해항 근해에서 수온의 수직적 변화는 계절적인 변화 이외에 약 2주간의 짧은 기간에도 매우 극적인 변화가 존재함이 실측자료를 통해 밝혀졌다. 1999년 관측된 CTD 자료를 바탕으로 음장 변화를 살펴본 결과 주파수 1kHz, 음원수심 $30{\cal}m$ 인 경우 수신기 수심에 따라 최소 3dB, 최대 10dB까지 차이를 가져올 수 있음을 알 수 있었다. 한국 동해에서 연안과 외해 사이에는 수온전선이 매우 자주 발달하며 여름에 가장 강한 것으로 알려져 있다. 동해항 근해에는 대표적인 수괴인 대마난류수와 북한한류수가 공존하며 이들의 상대적인 세력 변화 때문에 수은(음속)이 거리에 따라 급격하게 변하는 수온전선이 발달할 수 있다. 저주파수 대역 (200Hz)에 대한 간단한 시뮬레이션 결과는 수온전선이 정상적인 분포에 비해서 거리에 따라 7dB 정도의 큰 전파손실을 초래할 수 있음을 보인다. 한국 동해 연안에도 내부파가 존재한다는 사실이 최근 3년간의 연구 결과 밝혀졌다. 내부파는 외해에서 발생하여 대륙단을 거쳐 대륙붕으로 진행해 오면서 내부파 군 (Packets)으로 분산된다. 수직적 변화가 전체 수층의 $14\%$를 차지하는 간단한 형태의 내부파를 가정하여 음장변화를 시물레이션 한 결과 주파수 1 kHz, 음원수심 $20{\cal}m$인 경우 내부파는 수렴구역 형성을 현저하게 방해하여 최대 5dB까지의 차이를 유발하였다. 추후 이에 대한 연구는 내부파 전체의 시,공간적 분포 특성이 구체적으로 규명되면 보다 정확한 음장변화 추정이 이뤄져야 할 것으로 보인다. 또한 내부파와 음파의 상대적인 진행 방향에 따라 음장변화가 크게 다를 것이 예상되므로 이를 규명하기 위해서는 궁극적으로 3차원적인 음장분포 연구가 필요하다. 음향센서를 해저면에 매설할 경우 수충의 수온변화와 센서 주변의 수온변화 사이에는 어느 정도의 시간지연이 존재하게 되므로 이에 대한 영향을 규명하는 것도 센서의 성능예측을 위해서 필요하리라 사료된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.19 no.5
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• pp.46-52
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• 2000

Internal waves existing in the stratified ocean significantly affect acoustic propagation. In order to understand the effects of internal waves on acoustic propagation, the sound speed fluctuations due to internal waves are generated based on the Garrett-Munk spectrum which is derived from measured data in the East Sea. The acoustic propagation, where internal waves are present, is simulated numerically using a Galerkin higher order parabolic equation method(SNUPE). These results show favorable comparison to in-situ acoustic propagation data from the East Sea. To investigate the effects of acoustic propagation in random media, scintillation index is adopted and comparison between the measured and numerically simulated data is made.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.8 no.2
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• pp.132-137
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• 2003

Observations of internal waves in the southwest coastal waters of Korea have been made using a mooring measurement and satellite SAR together. From May 28 to May 30 in 2002, thermistor chains with RCM and ADCP mooring measurements were carried out at 10 kin west of Ocheong-Do, together with a CTD field sur-vey on the surrounding waters. Also, a SAR image was acquired on May 29 at 06:53. The data from the in-situ measurement show several internal wave packets passing through the mooring point and the SAR image reveals numbers of internal wave packets distributed around the point. Temporal and spatial characteristics of internal waves in the southwest coastal waters were analyzed using the data from mooring measurement, SAR image, and the K-dv equation. The internal waves are important phenomena in terms of physical oceanography and military as well as marine biology. They should be considered as one of important features in the southwest coastal waters in summer.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.25 no.2
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• pp.155-163
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• 2009

An abundance of internal waves is observed by SAR in the Yellow Sea during summer. They are small scaled internal waves and are not relatively studied well compared to the ones in the East/South China Sea. These internal waves should be considered in the study of physio-biological properties of the Yellow Sea because the mixing of the stratified surface water caused by internal waves during summer is important for ocean biological environment, and they also affect the sediment transport and acoustic signal transmission in the continental shelf region. To understand the characteristics of internal waves, it is important to get the spatio-temporal information of internal waves simultaneously by executing in-situ measurements as well as the SAR observation. This study tracks the internal waves observed by SAR in the time series of temperature profile data by analyzing simultaneously acquired in-situ measurement data and RADARSAT SAR image on 29 May 2002.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.13 no.1
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• pp.30-42
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• 2010

The effects of internal waves on dynamics of hypoxic waters were investigated by numerical simulation by means of a hydrostatic-ecosystem coupled numerical model for Lake Biwa. The numerical model consists of hydrostatic and ecosystem submodels. Numerical simulation was carried out for a period during April 2007 and March 2008, after preliminary numerical simulation for three years. As a result, the numerical model could capture the vertical profiles of the observed water quality. During September 30 and October 21 in 2007, the major internal waves were Kelvin and Poincare waves, the periods of which were 1.63 or 1.77 days and 0.48 days, respectively. Hypoxic waters appeared in bottom boundary layer around October and were still when thermocline locates in upper layer. During late autumn and winter seasons, differences in density between upper and lower layers were reduced and the amplitude of internal waves increased. Hypoxic waters began to move under the effects of internal waves. Movement of hypoxic waters will diminish the habitat for aquatic organisms in deeper waters.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.36 no.5
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• pp.819-830
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• 2016

Hydrodynamic characteristics of wave propagation through density stratification have not been identified in details. So this study conducted a numerical simulation using LES-WASS-3D ver. 2.0 for analysis of density current due to water temperature and salinity in order to analyze hydraulic characteristics under wave action in a two-layer density stratified fluid. For the validity and effectiveness of numerical wave tank used, it was compared and analyzed with the experiment to show waveform based on $3^{rd}$-order Stoke wave theory at the internal of a density stratification. Using the results obtained from numerical simulation, the surface and internal wave heights are reduced as the wave propagates in a two-layer density stratified water. And the surface or internal wave attenuation became more serious as the vorticities were increased by the velocity difference of wave propagation due to the upper-lower density difference around the interface of a density stratification. As well, the surface and internal wave attenuations became more serious with higher density difference and depth ratio between upper and lower layers when the wave propagates through a density stratification.