• 제목/요약/키워드: 음향 확산 구조

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반사 음장을 고려한 음향 확산 구조의 위상 최적 설계 (Topology Optimization of an Acoustic Diffuser Considering Reflected Sound Field)

  • 양지은;이중석;김윤영
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권11호
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    • pp.973-981
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    • 2013
  • The main role of an acoustic diffuser is to diffuse reflected sound field spatially. Since the pioneering work of Schroeder, there have been investigations to improve its performance by using shape/sizing optimization methods. In this paper, a gradient-based topology optimization algorithm is newly presented to find the optimal distribution of reflecting materials for maximizing diffuser performance. Time-harmonic acoustic analysis in a two-dimensional acoustic domain is carried out where the domain is discretized by finite elements. Perfectly matched layers are placed to surround the domain to simulate non-reflecting boundary conditions. Design variables are assigned to each element of which material properties are interpolated between those of air and those of a rigid body. An approach to extract the reflected field from the total acoustic field is employed. To validate the effectiveness of the proposed method, design problems are solved at different frequencies. The performance of the optimized diffusers obtained by the proposed method is compared against that of the conventional Schroeder diffusers.

한국남서해역의 음향학적 퇴적상 (Acoustic Facies in the Western South Sea, Korea)

  • 방효기;오재경
    • 한국해양학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.313-322
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    • 1993
  • 한국남서해역은 음향학적 특징에 따라 4개의 음향학적 퇴적상 (acoustic facies) 으로 구분된다. 고해상도 (3.5kHz) 물리탐사기록에 나타난 대표적인 음향학적 특징은 확산된 형(prolonged type), 내부 반사형(internal reflected type), 비투과 형 (non-penetrated type)과 투명한 형(transparent type)이다. 이러한 형(type)들은 해 저면 상황(bottom condition)과 퇴적물의 입도, 굳기(compaction)에 따라 변화한다. 음향학적 퇴적상 I은 확산된 형이 대표적으로 나타난다. 이 형은 불규칙 또는 규칙적 인 해저면 상황과 자갈, 패각편을 함유한 조립질퇴적물에 의해 음파신호가 하부로 흡 수되어 나타난다. 음향학적 퇴적상 II는 내부반사형이 나타난다. 내부반사구조는 퇴적 물의 굳기변화에 의해 발생하는 것으로 추측된다. 음향학적 퇴적상 III은 비투과 형이 나타난다. 이는 분급이 양호한 세립사와 극세립사가 퇴적된 곳에서 음파신호가 투과 하지 못하고 해저면에서 산란되어 나타난다. 음향학적 퇴적상 IV는 일정한 층후에 내 부반사 구조가 없는 투명한 형이 나타난다. 고해상도 물리탐사 기록상에 나타난 음향 학적 형들은 퇴적층서 뿐만 아니라 천해저의 퇴적기작에 대한 중요한 정보를 나타낸 다.

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송수신기가 고정된 천해 수중음향통신 채널 매개변수 해석 (Analysis of a fixed source-to-receiver underwater acoustic communication channel parameters in shallow water)

  • 배민자;박지현;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.494-510
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    • 2019
  • 수중음향통신시스템의 모뎀이나 채널 코딩 설계를 위한 채널 매개변수는 임펄스 응답, 지연 확산, 산란함수, 도플러 확산, 상관 대역폭, 주파수 선택적 페이딩, 상관 시간 및 시변 진폭 페이딩의 통계적 분포 함수 등이다. 이들 매개 변수들은 주어진 해양 음향 조건에서 수층의 음속 구조, 플렛폼의 운동이나 해면의 거칠기에 영향을 받는다. 본 논문에서는 송수신기 고정 천해 수중음향통신 채널에 대한 페이저 기반의 채널 모델과 모의실험 및 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법을 제시하고 천해의 실험 자료를 이용하여 이들 매개변수들을 해석하였다. 송수신기 거리가 300 m와 600 m에 대한 이들 매개 변수들은 직접파, 산란 성분을 갖는 해면 반사파 및 해저 반사파로 구성되는 3개 다중 경로에 의해 그 특징이 결정됨을 보인다. 연구의 결과는 천해 고정 시스템의 채널 모델 방법, 채널 매개변수들의 측정과 분석 방법 및 시스템 설계와 성능평가 방법을 제시한다.

시간지연 모델의 적용을 통한 수소/공기 확산화염의 음향파 응답 분석 (A Numerical Analysis of Acoustic-Pressure Response of H2-Air Diffusion Flames with Application of Time-Lag Model)

  • 손채훈;임준석
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.1-8
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    • 2012
  • 희석된 수소-공기 확산화염의 응향 응답 특성을 저압과 고압 영역에서의 화염 구조 해석을 토대로 수치적으로 조사하였다. 음향 주파수가 증가함에 따라 어느 압력 영역에서든 열방출율의 비선형 축적현상에 의해 유한 화학반응의 효과가 증진된다. 이는 결국 높은 음향 증폭으로 이어지게 된다. 동일한 계산 결과를 압력 감응 시간지연 모델에 의해 재해석하였다. 시간 지연 모델의 적절한 적용을 통해, 각 압력 영역에서 시간지연과 간섭지수 인자가 정량화되었다. 음향 증폭의 정도를 나타내는 간섭지수는 어느 압력 영역에서든 1000 Hz 근처에서 최고값을 나타내었고, 고압영역에서 화염이 더 불안정한 응답을 보였다. 음향 주파수에 따른 간섭지수의 변화 경향은 기존의 증폭지수 변화 경향과 잘 일치하였다.

직접 수열 확산 방식 기반 다중 밴드 FSK 신호의 성능 분석 및 실험 결과 (Performance analysis and experiment results of multiband FSK signal based on direct sequence spread spectrum method)

  • 정현우;신지은;정지원
    • 한국음향학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.370-381
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    • 2021
  • 본 논문에서는 수중 통신에서 은밀성과 성능 향상을 위해 직접 수열 확산 방식 기반 다중 밴드 기법을 사용한 부 대역 Frequency Shift Keying(FSK) 신호의 효율적인 송수신 구조를 제시하였다. 은밀성적인 측면에서는 Pseudo Noise(PN) 부호의 chip을 직접 곱하는 직접 수열 대역 확산 방식을 적용하였으며, 성능적인 측면에서는 다중 경로 특성, 도플러 확산 등으로 인한 성능 감쇠를 극복하기 위해 다중 밴드, 터보 등화, 각 밴드별 가중치 알고리즘을 적용하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로, 송수신기 사이의 거리가 약 300 m ~ 500 m인 호수에서 기동 실험을 하여 대역확산 신호의 chip 수를 8개, 32개로, 다중 밴드 수는 4개 일 때의 성능을 분석하였으며, chip 수가 증가할수록, 터보 등화 기법 적용 시 반복횟수가 증가할수록 성능이 향상되었고, 다중 밴드에서 프리엠블 오류율을 분석하여 밴드 별 가중치를 적용 시 더 많은 패킷 전송 성공률을 나타냈다.

실내공간의 부분적 개방에 따른 음향특성변화 I - 확산음장과 자유음장의 수평적 결합을 중심으로 - (Acoustic characteristics of sound field in partially opened rooms - Emphasis on horizontal coupling of diffuse and non-diffuse field -)

  • 정대업;최영지;김지영;오양기;최석주
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.105-114
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    • 2007
  • 최근 다양한 목적의 대공간 사용이 보편화되고 있다. 이들 공간에 대한 다목적요구로 인해 최근 건립되는 대형 스포츠시설들은 스포츠뿐만 아니라 공연과 같은 다양한 이벤트를 수용하도록 요구받고 있다. 다양한 이벤트 상태의 제공을 위해서 건물의 일부를 부분적으로 개폐하는 방식의 사용이 빈번해지고 있으며 이와 같은 부분적 개폐는 자유음장과 확산음장의음향적 연결을 초래하여 음향설계단계에서 어려움을 초래할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 1/10 축소모형을 이용하여 확산음장과 자유음장의 음향적 연결에 따른 음장의 음향특성을 측정 분석하였다. 연구결과, 저중주파수 대역에서의 잔향시간은 개구율이 증가함에 따라 고주파수 대역에서보다 빠른 감쇠를 나타내었다. 또한 EDT는 모든 주파수대역에서 개구율 증가에 선형적으로 비례하여 감쇠하는 것으로 나타났다. 명료도는 개구율이 12.5%에 이르기까지 거의 영향을 받지 않으며 그 이후에는 선형적으로 비례하여 증가하였다. 에너지 감쇠패턴의 분석결과, 이중 및 삼중의 감쇠패턴이 나타나고 있으며, Schroeder 적분에 의한 잔향시간의 산출은 부적절한 것으로 판단된다. 따라서 부분적 개방형 공간의 잔향예측에 있어서 EDT가 보다 적절한 것으로 판단된다.

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포물선형 혼 도파관을 이용한 탄성표면파 콘벌버에 관한 연구 (A Study on SAW Convolver Using Parabolic Horn Waveguide)

  • 전영준;박용서;황금찬
    • 한국음향학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.48-55
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    • 1985
  • 포물선형 혼 도파관을 사용하여 입사파의 음향전력밀도를 증대시킴으로써 압전물질의 압전비선 형성을 이용한 평판형 구조의 탄성 음향파 콘벌버를 제작하고 스펙트럼 확산 통신방식에서 S/N 비가 S 높으며 프로그램이 가능한 자기상관정합 필터로 사용될 수있음을 실험적으로 제시하였다. 본 실험에서 는 포물선형 혼 도파관을 사용한 탄성 음향파 콘벌버를 압전 재료인 YZ-LiNbO\sub 3\ 위에 중심 주파 수 100MHz 압축비 11:1, 적분시간 6인 IDT, 포물선형 혼 도파관 및 출력단자를 설계한 후 이를 포토리 토그라피 바업으로 제작하여 100 MHz 로 펄스 변조된 신호를 탄성 음향파 콘벌버의 양 입력에 인가하 여 자기상관 출력을 얻음으로써 신호 처리 이득이 18dB인 정합필터를 구현하였다.

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차동 위상 천이 변조 방식의 수중음향통신을 위한 수신기 설계 (Receiver design for differential phase-shift keying underwater acoustic communication)

  • 전은혜;권택익;김기만
    • 한국음향학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.368-374
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    • 2016
  • 본 논문은 기존의 DPSK(Differential Phase-Shift Keying) 방식 수중음향통신에 직접 수열 대역확산 기법을 적용하여 송수신단을 구성하는 내용을 다루었다. DPSK방식의 수신기에서는 인접 비트 간 위상차만 알고 있으면 복조가 가능하기 때문에 수신기 구조가 간단해지는 장점이 있다. 기존의 DPSK 수신단에서는 역확산 전 신호의 두 심볼씩 전이 상관기로 입력되면 상관 결과의 최대값을 비교하여 데이터를 검출하는데 이 때 채널에 따른 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 높은 도플러 천이 주파수 때문에 전이 상관기 출력의 최대값 오류율이 증가할 수 있다. 본 논문에서는 전이 상관기에서 생성되는 다수 출력들의 크기뿐만 아니라 간격을 추가적으로 이용하여 더욱 정확한 검출 결과를 얻을 수 있도록 하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 성능은 모의 및 호수실험을 통해 획득한 데이터를 이용하여 분석되었다.

음향조정실에서 적절한 초기지연시간을 갖는 무반사지역의 설계연구 (Design for the Reflection Free Zone with the Adequate Initial Time Delay Gap at the Control Room)

  • 이에스더
    • 한국음향학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.32-41
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    • 2007
  • 엔지니어의 모니터링 위치가 한 지점에만 한정되어 있는 음향조정실의 기존개념을 여러 사람이 동시에 작업할 수 있는 지역적인 방식으로 개선하였다. 이를 위하여, Davis의 $LEDE^{TM}$ 방식을 도입하였고, 내부의 구조 및 흡음재료의 특성, 확산기 및 저역흡음기의 설치와 음상법 등을 활용하여 초기시간지연을 제어하였다. 따라서 여러 엔지니어들이 서로 유사한 음향특성 하에서 동시에 소리를 모니터링 할 수 있는 무반사지역을 형성시켰다. 뿐만 아니라, 음향조정실 (특히 무반사지역) 안에서 정재파, 음향초점, 컬러링, 하스효과 그리고 플러터 에코 등의 발생을 억제하거나 크게 감소시킬 수 있었다.

음향적 요소분석과 DRNN을 이용한 음성신호의 감성인식 (Analyzing the acoustic elements and Emotion Recogintion from Speech Signal based on DRNN)

  • 박창현;심귀보
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.489-492
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    • 2002
  • 최근 인간형 로봇에 대한 개발이 괄목할 만한 성장을 이루고 있고, 친근한 로봇의 개발에 중요한 역할을 담당하는 것으로써 감성/감정의 인식이 필수적이라는 인식이 확산되고 있다. 본 논문은 음성의 감정인식에 있어 가장 큰 부분을 차지하는 피치의 패턴을 인식하여 감정을 분류/인식하는 시뮬레이터의 개발과 실험결과를 나타낸다. 또한, 피치뿐 아니라 음향학적으로 날카로움, 낮음등의 요소를 분류의 기준으로 포함시켜서 좀더 신뢰성 있는 인식을 할 수 있음을 보인다. 시뮬레이터의 내부 구조로는 음성으로부터 피치를 추출하는 부분과 피치의 패턴을 학습시키는 DRNN 부분, 그리고, 음향적 특성을 추출하는 음향 추출부가 주요 요소로 이루어져 있다. 그리고, 피치를 추출하는 방법으로는 Center-Clipping 함수를 이용한 autocorrelation approach를 사용하고, 학습 시 최적의 개체를 찾는 방법으로써 (1+100)-ES를 사용한다.