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파수-주파수 분석을 통한 고압 배관 내 수축 확장 노즐의 유동 소음원에 대한 수치적 연구 (Numerical investigation into flow noise source of a convergent-divergent nozzle in high pressure pipe system using wavenumber-frequency analysis)

  • 구가람;이송준;김극수;정철웅
    • 한국음향학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.314-320
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    • 2017
  • 일반적으로 감압밸브는 고압 가스에 의한 배관 파손을 방지하기 위해 설치된다. 그러나 감압 밸브를 지나면서 발생하는 급격한 압력 저하는 음향파의 형태로 전파되는 큰 음향 에너지를 발생 시키며, 하류 방향으로 전파되면서 배관의 벽면을 진동시키는 가진원으로 작용하여 배관의 파손을 유발한다. 따라서, 본 연구에서는 단순 수축-확장 배관을 대상으로 LES(Large-Eddy Simulation)기법과 파수-주파수 분석을 통해 유동장 내 비압축성 압력섭동과 압축성 압력 섭동을 분리하고, 밸브 유동에 의한 내부 유동소음을 예측하였다. 수치해석의 수렴성을 향상시키기 위해 먼저 정상상태 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식을 해석하여, 고정확도의 비정상 LES해석의 초기 값으로 활용하였으며, 비정상 유동장 결과로부터 파수-주파수 분석을 실시하였다. 파수-주파수 분석을 통해 비압축성 압력섭동과 압축성 압력섭동을 분리하였으며, 이를 통해 배관 내 음향유기진동에 의한 소음원 정보를 정확히 제공할 수 있음을 확인하였다.

단일 원관에서 전방류의 주기적인 속도 변동에 따른 유동 특성에 관한 연구 (A Study on Flow Characteristic due to the Periodic Velocity Fluctuation of Upstream at Single Tube)

  • 하지수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.613-618
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    • 2019
  • 열교환기에서 유동 유발 진동은 배관의 파손을 유발할 수 있어서 열교환기의 구조 안정성을 위해 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 본 연구는 단일 원관에서 입구의 유속이 일정한 경우와 주기적인 변동이 있는 경우에 대하여 시간에 따라 원관 주위에서 와류의 생성, 발달 및 분리 특성을 비교 분석하고 양력과 항력의 시간 변화 특성과 PSD 특성을 살펴보아 단일 원관에서 전방류의 주기적인 속도 변동에 따른 유동 특성을 규명하였다. 일정 입구 유속의 경우는 잘 알려진 칼만 와류 분포를 보여 주었으며 원관의 상하에서 교대로 와류가 발생, 성장, 분리하는 것을 관찰할 수 있었다. 주기적인 입구 유속의 경우는 원관의 상하에서 동시에 와류가 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 일정 입구 유속의 경우는 양력의 PSD 크기가 항력에 비해 약 500배 컸으며 주파수는 31.15 Hz이며 항력은 2배인 62.3 Hz로 나타났다. 주기적인 입구 유속의 경우는 항력의 PSD가 양력보다 약 500배 컸으며 주파수는 입구 유속의 주파수와 동일하게 15.57 Hz이며 양력의 주파수는 일정 입구 유속과 같은 칼만 와류 주파수인 31.15 Hz로 나타났다.

초음파 영상 장치에서 직교 쳐프 신호를 이용한 동시 다중 송신집속 기법 (Simultaneous Multiple Transmit Focusing Method with Orthogonal Chirp Signal for Ultrasound Imaging System)

  • 정영관;송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.49-60
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    • 2002
  • 본 논문에서는 프레임율의 저하없이 개선된 해상도를 얻을 수 있는 동시 다중 송신집속 기법을 제안한다. 제안한 기법은 짧은 펄스를 사용하여 한 영역에 고정 송신 집속하는 기존의 방법과는 달리 여러 송신 집속점에 서로 독립적으로 집속된 쳐프 신호들을 동시에 송신한다. 수신된 신호는 정합 과정을 통하여 송신 집속 위치에 따라 각 쳐프 신호로 분리되고 짧은 펄스로 압축된다. 이렇게 압축되고 분리된 신호들은 각각 수신 동적 집속된 후 거리에 따라 집속 위치별로 선택되고 하나의 신호로 결합되어 개선된 측방향 해상도의 영상을 구성한다. 송신시 동시에 여러 위치에 초음파를 집속하고 수신시 이를 분리하기 위해서 사용된 터프 신호들은 주파수 대역에서 분할되어 서로 직교 특성을 갖도록 설계되었는데 변환자의 제한된 대역폭내에 많은 수의 의미있는 쳐프 신호를 설계하기 위해서 인접한 두 쳐프 신호의 주파수 대역 겹침을 허용하였다. 이때 대역 겹침으로 발생한 상호상관값의 상승을 억제하기 위해 인접한 두 쳐프 신호의 주파수 변화 방향을 엇갈리게 하는 밥법을 제안하였다. 특히 대역분할로 설계된 쳐프 신호중 낮은 주파수 성분의 신호를 변환자로부터 가까운 지역에 집속하고 높은 주파수 성분의 쳐프 신호를 먼 지역에 집속함으로써 깊이에 따라 영상의 해상도의 질을 일정하게 유지시켰다 더욱이 상관기를 이용한 정합 과정에서 신호가 압축되기 때문에 펄스 압축 기법에서 얻는 SNR를 증가시키는 이점이 있다 이때 상관기를 통한 압축 과정에서 쳐프 신호의 첨두값이 쳐프 신호의 길이에 따라 증가하기 때문에 깊이에 따를 높은 주파수 성분의 감쇄에도 불구하고 이렇게 높은 주파수 성분의 터프 신호를 깊은 지역에 사용할 수 있었다. 제안한 동시 다중 송신집속 기반의 시스템을 상관기의 위치에 따라 이상적인 구조와 현실적인 구조로 나타냈으며, 모사 실험을 통하여 기존의 펄스 집속 기법과 비교하여 그 성능을 검증하였다.hrough the medium. By digitizing the analog receiver outputs, and recording the signals for spectral analysis, surface wave velocities can be identified. Modifications to the SASW method includes the reduction of boundary reflections as adopted on the surface waves before the point where the reflected compression waves reach the receivers. In this study, the correlation between the surface wave velocity and the compressive strength of cement mortar is developed using one 36"x36"x4"(91.44$\times$91.44$\times$91.44 cm) cement mortar slab of 2,000 psi (140 kgf/$\textrm{cm}^2$) and two 36"x36"x4"(91.44$\times$91.44$\times$91.44 cm) cement mortar slabs of 3,000 psi (210 kgf/$\textrm{cm}^2$). public transportation, and availability of locally grown food were the important factors for deciding the place compared to those who had higher education. The price was the factor which

DGS를 이용한 이중대역 무선 랜 송신부 설계 (Design of Dual Band Wireless LAN Transmitter Using DGS)

  • 강성민;최재홍;구경헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권4호
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    • pp.75-80
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    • 2006
  • 본 논문은 입력 주파수대역에 따라 전력증폭기와 주파수 체배기로 동작하는 새로운 이중대역 송신모듈을 제안하고, 그 성능 개선을 위하여 DGS를 이용할 수 있음을 보였다. 일반적인 무선 랜 송신부는 두 주파수 대역에서 동작하기 위하여, 각각의 주파수 대역에서 동작하는 증폭부가 분리되어 구성되어 있으나, 제안한 이중대역 송신모듈은 하나의 송신모듈을 이용하여 입력되는 주파수와 인가하는 바이어스 전압에 따라, IEEE 802.11b/g 신호에 대해서는 증폭기로 동작하고 IEEE 802.11a 신호에 대해서는 주파수 체배기로 동작하여 두 주파수 대역에서 동작 가능하도록 하였다. 또한 출력단의 접지면을 식각하는 DGS를 이용하여, 주파수 체배기로 동작시 입력주파수의 억압뿐만 아니라 증폭기로 동작시 2차고조파를 억압하도록 하였다. 측정결과, 증폭기 모드에서 2차고조파의 억압은 -59dBc.이하이고, 주파수 체배기 모드에서 입력주파수의 억압은 -35dBc이하였다. 그리고 설계된 이중대역 송신모듈은 증폭기모드와 주파수 체배기모드에서 각각 17.8dBm의 출력P1dB와 10.1dBm의 최대 출력전력을 나타냈으며, 이는 ${\lambda}g/4$ 반사기를 사용한 모듈과 비교하여 각각 0.8dB, 2.8dB의 출력 전력이 향상되었다.

마을방송 시스템의 효율적 구축을 위한 간섭분석 (Interference Analysis for Deployment of the Efficient Village Broadcasting Radio System)

  • 강영흥
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.359-364
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    • 2017
  • 현재 아날로그 방식의 마을방송 시스템은 기술 적용의 문제 및 시설 노후화로 인한 성능 저하 등의 문제로 인하여 무선 디지털 시스템으로의 전환과 이에 따른 시스템 표준이 요구되고 있다. 그러나 주파수 부족으로 인해 효율적인 디지털 무선 마을 방송 시스템의 구축을 위해서는 이웃마을간의 간섭분석이 중요하므로 여기서는 대표적인 간이무선국 dPMR(digital private mobile radio) 및 DMR(digital mobile radio) 방식을 고려하여 동일채널 간섭과 인접채널 간섭에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 동일채널 간섭분석에서는 마을간 이격거리와 인접채널 간섭분석에서는 주파수 오프셋을 사용하여 주파수 재사용 및 채널분리에 대한 본 논문의 결과는 향후 마을방송 표준개발과 시범 사업화를 위한 자료로 활용될 것이다.

주파수 선택적 페이딩 채널에서 반송파 간섭 부호를 이용한 고성능 MIMO-OFDM 시스템의 성능분석 (Performance Evaluation of High-performance MIMO-OFDM System using Carrier Interferometry Codes in Frequency Selective Fading Channels)

  • 서완우;정연호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권8호
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    • pp.1643-1648
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    • 2005
  • MIMO (Multiple put Multiple Output) 시스템은 공간적으로 분리된 안테나를 이용하여 공간 다이버시티 이득을 제공하는 고성능, 고용량의 광대역 무선 접속 기술이다. 본 논문에서는 주파수 다이버시티의 이득을 제공하는 다중 반송파 부호 기술인 반송파 간섭 부호 (Carrier Interferometry Code)를 MIMO-OFDM 시스템에 적용하여 성능을 추가적으로 개선하는 반송파 간섭 부호 기반의 MIMO-OFDM 시스템을 제안한다. SPW 시뮬레이션 플랫폼을 이용한 시뮬레이션 분석 결과에 의하면 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서 기존의 MIMO-OFDM 시스템 보다 반송파 간섭 부호를 적용한 MIMO-OFDM 시스템의 성능이 높은 채널 지연 환경에서도 약 4dB까지 개선됨을 알 수 있었다.

원형 섹터 패치 안테나를 사용한 트랜시버 전단부 설계 (Design of Transceiver Front-end using Circular Sector Patch Antenna)

  • 박동국
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.807-811
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    • 2001
  • 파수 원형 섹터 마이크로스트립 안테나를 제안하였다 그리고 이것을 사용하여 5.6 GHz 에서 송신과 5.5 GHz 에서 수신 동작을 하는 트랜시버를 제작하였다. 트랜시버의 송수신 주파수 분리에 제안된 안테나의 좋은 격리도 특성을 이용하였다. 제안한 이중 주파수 안테나의 동작 주파수 및 편파 특성을 공진기 모델을 사용하여 계산하였으며, 안테나의 S 파라미터 및 복사패턴을 측정하였다. 전력증폭기 및 저잡음 증폭기를 설계하여 안테나와 집적하여, 송신 및 수신 이득이 각각 약 13dB 및 약 8dB가 되는 트랜시버를 제작하였다.

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복소 주파수 성분 처리를 통한 TR-UWB 시스템의 성능분석 (Performance Analysis for TR-UWB System Exploiting Complex Frequency-Components)

  • 장동헌;양훈기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.253-260
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    • 2009
  • 본 논문에서는 UWB 펄스 신호를 주파수 성분으로 분리해서 수 MHz정도의 ADC로 디지털 구현이 가능한 새로운 구조의 TR-UWB 시스템의 성능을 수학적으로 분석한 후 기존 시스템과 이론적으로 비교한다. TR-UWB 신호의 주파수 변환 특성 및 복소수 성분들의 평균, 분산 값을 유도하여 이를 활용한 이론적인 SNR 계산을 통해 시스템 성능을 분석하고 SNR 비 관점에서 기존 시스템과의 성능을 비교한다. 모의 실험에서는 AWGN 환경과 IEEE 802.15.3a의 다중경로 채널 환경에서의 BER을 통해 제시한 TR-UWB 시스템의 성능이 기존 시스템보다 우수함을 보인다.

진동 평판 위 액적의 형상 진동 변화 및 모드 특성 (Shape Oscillation and Mode Characteristic of Droplet on Vibrating Flat Surface)

  • 신영섭;임희창
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권5호
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    • pp.489-494
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    • 2013
  • 본 연구는 주기적인 강제 진동이 가해지는 액적의 모드 특성을 실험적으로 이해하는 것을 목적으로 하고 있다. 액적의 공진 주파수 예측을 수행하여 이론 및 실험적 해석을 통해 두 접근방법의 타당성을 파악하였으며, 초고속카메라를 사용하여 액적의 다양한 변형 특성-모드 형상, 분리, 미소 액적의 발생, 그리고 비틀림의 특성을 관찰하였다. 이론 해석 및 실험결과와의 비교에 있어 공진 주파수 값의 차이가 약 15% 이하라는 것이 도출되었으며 이러한 차이의 발생 원인으로 접촉선 마찰, 비선형벽 고착, 실험의 불확실성 등에 큰 영향을 받는 것으로 판단된다. 접촉선이 고정되어있을 경우와 작은 진폭 조건 하에서 액적의 모양은 대칭형상을 가졌으며, 공진 주파수에서의 로브의 크기는 주변부 주파수에서의 로브 크기보다 더 크게 된다는 점을 확인하였다.

주파수 선택적 투과막이 결합된 복합재료의 잔류응력평가 및 선택적 투과막 설계 (Thermal Residual Stresses in the Frequency Selective Surface Embedded Composite Structures and Design of Frequency Selective Surface)

  • 김가연;전흥재;강경탁;이경원;홍익표;이명건
    • Composites Research
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    • 제24권1호
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    • pp.37-44
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    • 2011
  • 본 연구에서는 최적화 알고리즘 중 하나인 PSO기법을 이용하여 주파수 선택적 표면을 설계하였으며, 설계된 주파수 선택구조를 적용한 하이브리드 레이돔의 잔류응력을 예측하였다. 주파수 선택 구조로서 Square Loop의 등가회로모델에 PSO를 적용하여, K-band(23GHz)에서 차단특성을 갖는 최적의 설계값을 구하였다. 또한 FSS와 복합재료의 하이브리드 레이돔을 제작할 때 발생하는 잔류응력의 효과가 클 경우 구조적 안정성이 떨어질 뿐만 아니라 층간분리가 발생하여 FSS의 전파투과특성에 영향을 미칠 수 있으므로, 하이브리드 레이돔의 제작 시에 동시경화 후 상온으로 냉각되는 과정에서 발생하는 잔류 열응력에 대하여 예측하였으며, FSS패턴과 복합재료의 적층각 변화에 따른 영향을 비교하였다.