• 제목/요약/키워드: 수중 방사소음 측정

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수중운동체 방사소음의 로이드 미러 효과 연구 (A study on the Lloyd's mirror effect on the underwater radiated noise for the underwater vehicle)

  • 강승희
    • 한국음향학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.314-319
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    • 2021
  • 수중운동체의 수중방사소음을 측정하기 위해서는 수중음향 최근접점 거리의 계산과 해표면 반사 등에 의한 음향간섭이 음향준위에 미치는 영향이 고려되어야 한다. 그러므로 본 논문에서는 해표면 반사에 의한 음향간섭으로 발생하는 로이드 미러 효과가 수중운동체의 수중방사소음 측정 결과에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 수중운동체의 수중방사소음 측정결과에 로이드 미러 효과에 의한 주파수스펙트럼 레벨의 변동이 나타나는 것을 확인하였고, 이론식으로부터 예측한 로이드 미러 패턴이 측정결과와 일치됨을 확인할 수 있었다. 확인된 로이드 미러 패턴으로부터 수중운동체의 최근접점거리를 추정하였으며, 표면 간섭으로 나타나는 로이드 미러 효과가 수중운동체의 수중방사소음 준위 분석에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

선박 방사소음의 측정, 분석 및 예측 (Ship Radiated Noise Measurement, Analysis and Prediction)

  • 윤종락;김천덕;하강열
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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    • pp.524-532
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    • 1997
  • 수중음향표적 특히 선박방사소음을 탐지하거나 식별하는 군사적 목적의 수동소나는 수중청음기 배열로 구성되며 각 배열센서에 수신된 신호에 배열 신호처리기술을 적용하여 선박의 거리, 방위 탐지는 물론 선박의 음향적 특징을 식별하는 고도의 음향장치이다. 그러나 이러한 장치운용자의 선박탐지, 식별이나 새로운 수동소나 개발, 나아가 스텔스 능력의 선박 설계를 위해서는 선박방사소음의 측정, 분석 및 예측에 관한 이해가 선행되어야 할 것이다. 본 연구는 대표적인 선박방사소음 측정시스템의 소개, 방사소음발생기구, 측정자료의 분석 및 예측에 관한 기초기술을 연구 분석한 내용이다.

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선박방사소음의 측정및 평가방법

  • 윤종락
    • 소음진동
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    • 제8권2호
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    • pp.232-238
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    • 1998
  • 선박 방사소음은 군사적 목적의 수동소나가 탐지대상으로 하는 수중음향 표적이라 할 수 있다. 따라서 수동소나 운용자는 대잠전 수행이전에 다양한 선박들에 대한 방사소음을 측정, 분석하여 개별 선박 고유의 음향 특징을 수집함으로써 실전 상황에서 미지 선박이 탐지되는 경우 이들 자료를 식별의 기초자료로 활용하고자 한다. 또한 새로운 수동소나의 개발자나 스텔스 능력의 선박 설계자 역시 선박방사소음 특징자료를 필요로한다. 본 글은 선박방사소음의 발생기구, 측정시스템 및 측정자료의 분석 평가 기술을 연구분석한 내용이다.

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광대역 선박방사소음의 선수-선미 비대칭 방향성 (Asymmetric Directionality of Broadband Ship Radiation Noise at Bow-Stern Aspect)

  • 이근화;김민규;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.343-350
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    • 2015
  • 본 논문에서는 프로펠러 공동에 의해 발생하는 광대역 선박방사소음의 방향성에 대한 연구를 수행했다. 국외 및 한국 근해에서 측정된 선박방사소음 자료의 조사를 통해 국내외 실험 자료에서 공통적으로 수중방사소음의 선수-선미 비대칭 방향성이 관찰되는 것을 재확인했다. 이 비대칭의 원인을 찾기 위해, 국내의 수중방사소음 측정에 사용된 상선과 동일한 형상에 대해 경계요소법을 이용한 수치해석을 적용했다. 수치해석 결과는 선박에 의한 소음의 회절효과가 선박방사소음에서 선수-선미의 비대칭 방향성이 나타나는 주된 원인이라는 것을 강하게 시사한다.

추진기 캐비테이션 유기 수중 음향의 측정 및 분석 (Analysis and Measurement techniques for Propeller Cavitation induced Underwater Acoustic Signature)

  • 서종수;한재문;이경준;정재권
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.443-446
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    • 2004
  • 추진기에 의한 소음은 선형 특성에 의한 반류 분포, 추진기 재질 및 유체 연동 등 다양한 주변 인자들에 의해 발생하여, 민수용 선박의 경우는 과도한 추진기 수중 방사 소음으로 해양 생태계 교란 및 선박 거주구역 내 과대 소음 형성의 주 요인이 된다. 더구나, 군사용 함정의 경우에는 추진기 유기 소음은 수중 방사소음의 형태로 전파되어 함정/무기 자체에 탑재된 음향센서의 기능을 저하시키는 영향을 줄 뿐 아니라, 원거리까지 전파되는 수중소음으로 인해 치명적인 자기 노출이 되어 적 함정에 의한 피탐 거리 증대라는 전술적 취약점을 초래하는 중요한 요소이다. 본 발표는 삼성 공동수조(SCAT)에서 이루어지는 추진기 유기 소음 측정에 대한 기술적 사항과 모형선-추진기 수조 시험을 통해 구해진 추진기 유기음향과 이론 및 경험식을 토대로 계산된 추진기 소음의 정량/정성적 비교를 통해, 추진기 설계 단계에서 소음수준 예측 도구로의 활용 가능성을 제시하였다.

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다중경로 신호의 도달 주파수와 시간 차를 이용한 수중음원 거리 추정 연구 (A Study on The Range Estimation of Underwater Acoustic Source using FDOA and TDOA of Multipath Signals)

  • 손윤준;손기중
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.311-318
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    • 2021
  • 수중에서는 공기 중에서의 신호 전달과는 달리 음파에 의해 신호가 전달된다. 또한 음파는 해수면, 해저면, 수온, 염분 등 다양하고, 복잡한 수중 환경 특성으로 인해 직접 혹은 반사 등의 간접 경로로 전달된다. 이런 복잡한 수중 환경에서 잠수함의 생존성과 적 함정으로부터 피탐 위험성의 정도를 파악하기 위해 반드시 수행하는 시험이 수중방사 소음 측정 시험이다. 수중방사 소음 측정을 위한 여러 조건들 중 가장 중요한 것이 측정 센서와 잠수함과의 거리이다. 보통 수중방사 소음의 음원 준위 측정은 측정 센서와 잠수함과의 최근접 점(CPA : Closet Point of Approach) ±수 미터내에서 이루어져야 측정한 음원 준위 값을 유효한 것으로 간주한다. 이에 본 연구에서는 다중 경로 신호들의 도플러 천이 주파수 및 다른 도달 시간 차 신호를 추정하는 방법으로 수중음원에 대한 거리 추정 방법을 제시하였다. 제안한 방법의 타당성을 고찰하기 위해 수중 채널 전달 모델 기반의 모의실험을 수행하였다.

선박 방사소음의 Tonal 신호 자동분류에 관한 연구 (A Study for Tonal Signal Automatic Classification of Ship-Radiated Noise)

  • 이필호;박규칠;윤종락
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.599-607
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    • 2006
  • 여러 형태의 Tonal 신호로 나타내어지는 선박 수중방사소음 원인을 효율적으로 분류하기 위해서 Tonal 신호를 잡음으로부터 분리하고 임계값을 초과하는 Tonal 신호를 자동으로 추출하였다. 추출된 신호의 발생기원이 속력 종속적인지 속력 비종속적인지 여부를 Q factor및 신경회로망의 패턴인식 기법을 이용하여 자동으로 판별하는 알고리즘을 제안하였다. 또한, 수치 시뮬레이션 및 실제 수중에서 측정된 선박소음에 적용하여 제안된 알고리즘의 유용성 여부에 대하여 검토하였다.

특이값 제거 기법을 적용한 수중 이동체의 음향 거리 추정 (Acoustic range estimation of underwater vehicle with outlier elimination)

  • 이경원;오단비;김기만;김태형;이희창
    • 한국음향학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.383-390
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    • 2024
  • 수중 이동체의 방사소음을 측정하는 경우 이동체와 수신기 사이의 거리 정보가 중요한 요소이지만 수중에서는 Global Positioning System(GPS)를 사용할 수 없기 때문에 대체 수단이 필요하다. 대체 수단으로써 별도의 음향신호를 이용하여 도달 시간, 도달 시간 차 및 도달 주파수 차 등을 추정하여 거리를 측정한다. 하지만 채널 환경에 의해 오류가 발생하며, 이러한 특이값들은 연속적으로 거리를 측정함에 있어서 장애 요인이 된다. 본 논문에서는 거리 정보를 측정하는 과정에서 발생한 특이값들을 제거하기 위하여 사후 처리로써 V-곡선 형태의 함수로 곡선 적합하여 오류를 감소시키는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 성능검증을 위해 모의, 호수 및 해상실험을 수행하였다. 호수실험 결과에서는 Root Mean Square Error(RMSE) 관점에서 약 85 % 정도로 거리 추정 오차가 감소하였다.

하이브리드 음전달 모델을 이용한 ISO 및 선급별 수중방사소음 전달 특성 분석 (Analysis of Underwater Radiated Noise in Accordance with the ISO Standard and Class Notations Using the Hybrid Sound Propagation Model)

  • 고병준;이철원;이지은;이근화
    • 대한조선학회논문집
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    • 제59권6호
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    • pp.362-371
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    • 2022
  • As considerable interests in noise emission from the ships have been increased, International Maritime Organization (IMO) standardized the Underwater Radiated Noise (URN) measurement process of commercial ships in deep seas by enacting the related ISO standard ISO 17208-1 and classification societies responded with the enactment or revision of corresponding notations. According to this trend, a new hybrid underwater sound propagation model based on underwater sound propagation theories was developed and its accuracy on analysis was verified through the result comparison with the results of other generally used models. Using the verified model, each URN propagation characteristics adjusted by the correction methods proposed in the ISO standard and class notations were analyzed and compared in two assumed URN measurement cases. The results showed that the effects of transmission loss corrections in the circumstances with less bottom reflections generally similar but they had rather large differences in the model analysis results with bottom-reflection-dominant conditions. It was concluded that the deep consideration of effective bottom-reflection-correction method should be made in future revisions of ISO standard and class notations.

유연재 코팅 평판의 난류 변동압력 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Characteristics of Turbulent Wall Pressure Fluctuation Over Compliant Coatings)

  • 박경훈;이승재;신구균
    • 한국음향학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.293-300
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    • 2007
  • 수중운동체가 주행할 때 수중운동체의 표면에는 난류 경계층이 형성되고, 난류 경계층 내 벽면 변동압력은 탄성체인 수중운동체의 표면을 가진시켜 유동 유기 소음을 발생시킨다. 이러한 유체 소음을 감소시키기 위한 하나의 방법으로 수중운동체 표면에 유연재를 부착하여 수중운동체의 유동 유기 방사 소음을 감소시키는 방법이 제안되기도 한다. 본 논문에서는 유연재 부착에 따른 수중에서의 유체소음의 변화 특성을 살펴보기 위하여 유연재가 코팅되지 않은 강판 시편과, 고무 재질의 Neoprene 및 폴리우레탄 재질의 유연재가 부착된 강판시편을 저소음 공동수조에 설치한 후 여러 가지 유속 조건에서 유체소음의 주요 소음원인 난류 경계층 내 벽면 변동압력을 측정하고 그 결과를 비교 분석하였다. 그 결과 유연재를 코팅한 경우에는 유연재로 인하여 난류 경계층의 두께가 두꺼워지는 등 경계층 유동이 변화하지만, 유연재에서의 난류 에너지의 소산으로 인하여 고주파수 대역에서 약 10dB의 벽면 변동압력의 감소 효과를 확인할 수 있었다.