• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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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.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제5권
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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.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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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.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권2호
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• pp.132-137
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• 2003

서해 중부 연안에서의 내부파 관측을 위하여 현장 관측과 인공위성의 SAR(Synthetic Aperture Radar)센서를 이용한 관측을 함께 수행하였다. 2002년 5월 28일부터 30일까지 어청도 서쪽 10 km해상에서 thermistor chain, RCM 및 ADCP 유속계를 계류하여 관측하였으며 주변해역에 대한 CTD 관측도 수행하였다. 또한 29일 오전 6시 53분 SAR 영상을 획득하였다. 현장관측 결과 계류 지점을 통과하는 여러 개의 내부파가 관측되었고 SAR 영상에서도 관측지점 주변에서 다수의 내부파 군의 공간적인 분포를 확인할 수 있었다. SAR영상에서 관측된 내부파의 공간적인 특성과 현장 관측에서 계산된 시간적인 특성에 K-dv(Korteweg and de Vries)방정식을 적용하며 서해 중부 연안에서 발생한 내부파의 특성을 분석하였다. 이러한 내부파는 물리적으로, 군사적으로, 그리고 해양생물학적으로 매우 중요한 현상이며 서해의 중요한 여름철 특성으로 고려되어야 할 것이다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.421-424
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• 2004

한국 동해시 연안역에서 2001년 6월, 2003년 5월 및 2004년 5월 해상실험 및 실시간 모니터링 부이 시스템을 통해 수집된 해양관측(수온, 유속)자료와 SAR (Synthetic Aperture Radar)위성영상을 분석한 내부파의 물리적 특성을 정리하였다. 이를 토대로 음파전달 모델(RAM)을 통해 내부파에 의한 음파전달 영향을 파악하고, 음도파관 불변 이른(Waveguide invariant theory)을 적용하여 내부파에 의한 해양 변동성을 음향학적으로 정량화 하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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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.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권1호
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• pp.18-24
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• 1999

인공위성의 SAR 센서를 이용하여 1996년 8월 15일 획득한 영상 자료로부터 제주도 북쪽 연안에서 내부파가 관측되었다. 영상 자료와 내부파가 발생한 주변 수심 그리고 조석자료를 고려해 볼 때 이 내부파는 여름철의 성층화된 해수에서 조류 전류시 조류가 해저 지형과의 상호 작용에 의하여 발생한 것으로 추측되며 솔리톤의 형태를 띠고 있다. 영상자료에서 분석한 솔리톤의 파장과 K-dV 방정식을 이용하여 가능한 솔리톤의 진폭을 계산하였다. 이러한 내부파는 물리적으로, 군사적으로, 그리고 해양생물학적으로 매우 중요한 현상으로 앞으로 내부파의 시간 및 공간적인 변화를 알기 위하여 SAR 영상 관측과 동시 현장관측을 병행하는 더 많은 연구가 필요하다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제25권2호
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• pp.155-163
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• 2009

여름철 우리나라 서해 연안을 관측한 SAR영상에서 다수의 내부파가 관측되고 있으며 이들은 동지나해에서 관측되는 내부파들에 비하여 소규모이며 상대적으로 많은 연구가 이루어지지 않고 있다. 이러한 내부파들은 여름철 표층 해수의 혼합을 발생시킴으로서 해양 생물학적으로 중요한 역할을 하며 대륙붕에서의 퇴적물 이동 및 음파의 전달에 있어서도 중요한 요소로서 서해의 물성 특성 연구에 있어서 반드시 고려되어야 한다. 내부파의 특성 분석을 위해서는 시공간적인 정보가 필요하며 이를 위해서는 현장 관측과 위성 관측이 동시에 이루어져야 한다. 본 연구에서는 2002년 5월 29일 현장 관측과 동시에 획득된 SAR영상을 분석하고 영상에 나타난 내부파와 동일한 내부파를 시간에 따른 수심별 등온선의 변화에서 분석 추적하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권1호
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• pp.30-42
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• 2010

빈산소 수체 거동에 미치는 내부파의 영향을 유체정역학-생태계 결합 모델을 기반으로 하는 수치해석을 이용하여 일본 비와호에 적용하여 고찰하였다. 수치모델은 유체정역학 부 모델과 생태계 부 모델로 이루어져 있고, 3년간의 예비 수치모사를 수행한 후 2007년 4월에서 2008년 3월까지의 기간에 대해 본 수치해석이 이루어졌다. 수치해석의 결과는 계측된 수질의 수직적 구조를 재현하였고, 2007년 9월 30일에서 10월 21일까지의 기간에 나타난 주된 내부파는 켈빈파와 포앙카레파로서 그 주기는 각각 1.63 또는 1.77일이고 0.48일 이었다. 10월 중에 나타난 저층의 빈산소 수체는 상층에 수온약층이 형성된 기간 동안 유지되었다. 늦가을에서 겨울 동안은 수체의 상부와 하부간의 밀도차이가 줄어들고 내부파의 진폭은 증가된다. 빈산소 수체가 내부파의 영향으로 이동을 시작하게 되고, 이 빈산소 수체의 이동으로 깊은 수심의 수생생물 서식지가 감소하게 된다.

• 한국해양공학회지
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• 제23권4호
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• pp.6-11
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• 2009

In this study, the internal waves in two-density layered fluids were analyzed using the Numerical Wave Tank (NWT) technique in the frequency domain. The NWT is based on a two-domain Boundary Element Method with the potential fluids using the whole-domain matrix scheme. From the mathematical solution of the two-domain boundary integral equation, two different wave modes could be classified: a surface wave mode and an internal wave mode, and each mode were shown to have a wave number determined by a respective dispersion relation. The magnitudes of the internal waves against surface waves were investigated for various fluid densities and water depths. The calculated results are compared with available theoretical data.