• 제목/요약/키워드: 음향 임피던스

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유한요소법과 하이브리드형 무한요소법의 결합에 의한 축대칭 변환기의 음향 특성해석 ( I ) ; 방사임피던스, 지향성 및 압전자간의 결합효과 (Acoustic Characteristics Analysis of the Axi-symmetric Transducer by the combined Finite Element Method and Hybrid Type Infinite Element Method, Part I ; Radiation Impedance, Directivity and Transducer Coupling Effect)

  • 윤종락;윤형규;김대환;김천덕
    • 한국음향학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.60-67
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    • 1994
  • 본 논문은 두 편으로 연결된 논문의 첫 논문으로 무한음향 매질내의 축대칭음향 변환기 음향특성 해석을 위한 유한요소법과 하이브리드형 무한요소법의 결합 알고리즘을 제시하고 이를 이용한 음향변환기의 방사 임피던스, 지향성 및 압전자간의 결합 효과에 대한 수치해석 결과를 제시하였다. 두번째 논문에서는 첫논문의 결과를 기초로 광대역 배역 변환기를 설계하고 설계된 변환가의 음향특성을 해석하였다.

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기계적 경계조건에 대한 원통형 압전 변환기의 방사임피던스 및 지향특성변화 (Radiation Impedance and Directional characteristics of Piezoelectric Cylinder Transducer for Various Mechanical Boundary Conditions.)

  • 윤종락
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1992년도 학술논문발표회 논문집 제11권 1호
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    • pp.91-95
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    • 1992
  • 개영역(open boundary) 내의 변환기에 대한 음장 특성은 경계 조건이 좌표계와 정합되는 특수한 경우 헤름홀쯔 방정식풀이로 그렇지 않은 복잡한 형태의 음장에 대해서는 경계적분법이나 근사해법으로 얻어진다. 그러나 최근 이러한 문제들은 발달된 컴퓨터의 계산능력으로 유한요소법이나 경계요소법을 이용한 수치해법으로 해결되고 있다. 본 연구에서는 경계조건 변화에 따른 원통형 압전변환기의 방사임피던스 및 지향특성을 유한요소법 및 하이브리드형 무한요소법을 이용하여 구하고 기존의 해석적 결과와 비교하여 수중용 변환기 제작의 설계에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

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압전복합재료를 이용한 초음파 트랜스듀서의 음향 특성 (Acoustic Properties of Ultrasonic Transducer Using Piezocomposites)

  • 이상욱;류정탁;남효덕;김연보
    • 한국음향학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.80-86
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    • 2007
  • 본 연구에서는 압전세라믹과 고분자재료를 사용하여 다이스와 필 방법으로 2-2형 압전복합재료를 제작하고 이것을 이용하며 초음파 센서를 설계하고 제작하여 전기적 및 음향 특성을 조사하였다. 제작된 시편의 공진특성은 유한요소 해석 결과와 임피던스 분석기(HP4194A)를 이용하여 실제로 측정한 결과와 유사하게 나타났다. 2-2형 압전복합재료의 고유음향 임피던스는 PZT의 부피분율이 감소함에 따라 선형적으로 감소하였다. 이것을 이용하여 제작된 초음파 센서의 공진특성 및 전기기계결합계수는 PZT의 부피분율이 0.6일 때 가장 우수하였다. 또한, 이것의 음향특성을 측정한 결과 PZT 부피분율이 0.6일때 진폭, 주파수 대역폭, 울림감쇠 특성 등이 가장 우수하게 나타났으며, 단일 압전세라믹으로 제작된 센서에 비하여 상당히 우수한 감도 특성을 나타내었다.

수중 음향재료의 음향성능 설계기법 연구 (A Study on the Acoustic Performance Design Technique of Underwater Acoustic Material)

  • 서영수;함일배;전재진
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권10호
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    • pp.920-927
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    • 2013
  • The requirement of acoustic performance about underwater acoustic material which is used in underwater environment more increases. Underwater acoustic material was made by viscoelastic material such as a rubber and a polyurethane etc. In order to increase an acoustic performance, several kinds of inclusions were added to viscoelastic material. In this paper, acoustic modelling and analysis techniques were introduced and the acoustic characteristics of underwater acoustic material were studied. Echo reduction and transmission loss were calculated with volume fraction of inclusion in the material. Also the characteristic impedance and the input impedance of underwater acoustic material were obtained and effects on the echo reduction and transmission loss of material were discussed.

임피던스 정합을 통한 횡단형 Withdrawal SAW 필터의 성능개선 (Improvement of Withdraw릴 Weighted SAW Transversal Filter Performance through Impedance Matching)

  • 이영진;이승희;노용래
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.389-392
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    • 2000
  • 본 연구에서는 1, 2단자쌍 회로망의 임피던스 정합회로를 간단하고 빠르게 구할 수 있는 방안을 개발하였다. 우선 회로망의 전체 전달함수를 F 행열로 부터 계산하고, 이를 이용하여 양단의 부하저항 및 정합회로가 포함된 각각의 단자의 입출력 임피던스를 구하였으며, 이 식으로부터 정합용 소자의 정확한 값을 계산하였다. 본 연구의 타당성을 검증하기 위해 CDMA용 소자로 널리 사용되는 중간주파수 대역 withdrawal 가중형 SAW 필터에 본 연구의 결과를 적용하여 임피던스 정합 전후의 특성변화를 시뮬레이션과 실험을 통하여 동시에 확인하였다 그 결과 85.38 MHz의 중심주파수에서 비대역폭이 $1.2\%$, 삽입손실이 29dB, VSWR이 80인 필터를 본 연구방법을 이용하여 정합 한 경우, 각각 $1.8\%$, 9dB, 3으로 향상됨을 시뮬레이션과 실험을 통해 확인하였다. 본 연구결과는 SAW 디바이스의 정합에 매우 용이하게 이용될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 1, 2단자쌍 회로망의 임피던스 정합에도 널리 사용될 수 있다

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정방형 방사면을 갖는 초음파 진동자의 자기방사임피던스 측정 (Measurement of the self-radiation impedance of an ultrasonic transducer with a square vibrating surface)

  • 김정순;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.108-114
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    • 2017
  • 수중 초음파 탐지 시스템에서 배열 진동소자로 사용되는 정방형의 방사면을 갖는 초음파 트랜스듀서의 자기 방사임피던스를 실험적으로 해석하였다. 7개의 진동수가 서로 다른 란주반형 진동자를 제작하여 파수와 진동자의 한변의 길이의 곱인 ka의 값이 1~3의 범위에 대해서 방사리액턴스 및 방사저항을 측정하였다. 이 결과를 수열을 이용한 방사임피던스의 이론계산 결과와 비교하여 본 연구에서 수행한 실험방법의 유효성을 확인 하였고 정방형의 방사면에 대한 방사임피던스의 변화경향을 실험적으로 확인할 수 있었다.

유한배플의 영향을 고려한 정방형 진동면의 방사임피던스계산 (Calculation of Radiation Impedance for Rectangular Piston Vibrators with Finite Baffle)

  • 김무준;김천덕;하강열
    • 한국음향학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.3-6
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    • 2000
  • 일반적으로 보고되어있는 방사임피던스는 무한강체 배플에 진동면을 두고있는 경우에 대하여 계산되어져 있어, 실제 유한한 크기의 배플을 갖는 트랜스듀서의 설계에는 적용하기 어려운 경우가 많다. 본 연구에서는 피스톤의 진동면을 작은 점음원의 모임으로 가정하고, 각 점음원의 음원강도와 배플의 크기를 관련지어 유한배플을 갖는 진동면에 대한 방사임피던스의 새로운 계산법을 제안하였다. 그에 대한 예로서 정방형의 피스톤 진동면에 대하여 배플의 크기에 따른 자기방사임피던스의 변화를 계산함으로써 제안한 방법의 유효성을 확인하였다.

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유체기계에 있어서 부의 음원 임피던스의 원인에 관한 고찰 (A Review of the Possible Causes of Negative Source Impedance in Fluid Machines)

  • 이정권
    • 한국음향학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.76-82
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    • 2001
  • 대부분의 유체기계는 일정 조건하에서는 주기적인 소음 원들로 간주될 수 있으며, 소음원 및 관련 덕트의 음향계를 주파수영역으로 표현이 가능하게 되는데, 음원은 주파수의 함수인 음원강도와 음원 임피던스로 표현된다. 이들 변수를 알아내기 위하여는 다양한 이론적, 실험적 방법이 있으나, 고속, 고온, 고강도의 유체 기계와 같은 단일 연결구를 갖는 음원에 대하여는 다양한 길이의 많은 관들을 부하로 사용하는 다부하법만이 적용 가능하다. 문제는 이 다부하법을 적용했을 때, 음원 임피던스의 실수부가 부의 값을 갖는 경우가 많다는 점이다. 본 논문에서는 이 문제의 명확한 원인분석을 위한 일환으로서, 다양한 이론적 실험적 결과에 대한 분석을 바탕으로 하여 가능한 여러 가지 원인에 대한 물리적 조사 결과를 보이고, 분석 결과에 대한 새로운 해석을 통해 기본 가정의 위배와 함께 다부하법 자체의 문제점을 제시한다 유체 기계 덕트에서는 다른 무엇보다도 음원의 시변성이 부의 음원저항을 낳는데 가장 큰 영향을 미치게 되며, 부하 임피던스가 최종 결과에 지대한 영향을 미치게 된다.

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정방형 트랜스듀서의 방사임피던스에 의한 특성 변화 (The Characteristics Variation of a Square Transducer as the Radiation Impedance -)

  • 이기욱;김무준;하강열;김천덕
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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    • pp.265-268
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    • 2000
  • 트랜스듀서의 삽입손실과 임펄스 응답특성 등을 정확히 해석하기 위해서는 대상 주파수 대역에 대한 특성을 알아야한다. 방사임피던스는 주파수의 함수이기 때문에 이러한 특성을 결정하는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 정방형 방사면을 가지는 트랜스듀서 이용하여, 무한배플에서의 방사임피던스를 고려한 삽입손실을 이론적으로 계산하고 무한배플로 근사할 수 있는 모델을 제작하고, 이를 실험으로 확인한 결과 좋은 일치를 보이고 있어 본 연구에서 제안한 해석법의 타당성을 확인하였다.

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핸드폰 용 마이크로스피커 전산해석 (Hybrid computational analysis of microspeaker for mobile phone)

  • 박석태
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.495-498
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    • 2004
  • 핸드폰등에 사용되고 있는 마이크로스피커를 개발하는 과정에서 마이크로스피커의 진동특성과 음향특성 을 전산해석하였다. 해석과정에서 기초 데이터를 얻기 위하여 하이브리드 방법을 이용하여 각 부품들의 제원 및 마이크로스피커 모델링을 위한 매개변수들을 규명하였다. 전산 해석 결과와 측정한 전기 임피던스 및 음향 응답특성은 잘 일치함을 보였다. 또한, 진동특성을 분석하여 각 주파수에서의 다이아프램의 변위등 진동특성을 분석하여 다이아프램등의 형상에 따른 이상 진동현상 등을 파악할 수 있었다. 전산해석 방법을 이용하면 최적 음향특성을 위한 마이크로스피커의 다이아프램 형상 및 전자기 회로 개선에 사용할 가능성을 알 수 있었다.

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