In the present paper, the marine reflection seismic survey, the survey using Chirp sonar, the detail topographic survey by narrow multi-beam sounding machine, the sea bottom geological condition survey by side-scan sonar, the sea bottom sampling by core sampler and the positioning by DGPS as the geophysical survey in shallow and transitional region are introduced by placing emphasis on hardware configuration.
경계면이 존재하는 해양에서의 수중 음파 전달 모델링 시 일반적으로 평평한 경계면을 가정하고 Rayleigh가 제안했던 반사계수를 이용해 반사파를 계산할 수 있다. 하지만 해수면이나 해저면과 같은 실제 해양의 경계면은 불규칙적인 거칠기를 가진다. 이러한 경계면에서의 반사 손실은 실험식이나 산란 이론에 기반한 간섭 반사 계수를 계산하여 구할 수 있다. 본 논문에서는 섭동 이론, Kirchhoff 근사법, 작은 가지 근사법과 같은 산란 이론을 이용하여 유체-유체 경계면에 대한 간섭 반사 계수를 각각 유도한다. 이를 이용하여 임의의 거칠기를 가지는 해수면과 해저면에 대한 각 산란 이론의 간섭 반사계수를 계산하며, 이 결과를 Rayleigh 반사 계수와 비교하여 경계면의 거칠기에 따른 반사 손실을 분석한다. 또한, 섭동 이론과 Kirchhoff 근사법의 결과를 일반적으로 적용 범위가 넓은 작은 기울기 근사법의 결과와 비교하여 각 이론의 유효범위에 대해 고찰한다.
사질로 이루어진 평탄한 경계면에서 수평입사각 (25°, 40°, 65°, 80°)에 따른 고주파(40∼120 kHz) 반사손실 측정 실험을 수조 내에서 수행하였다. 5×5×5 m 크기의 수조는 바닥을 두께가 0,5m 이고 평균입도가 0.5 ø인 사질 퇴적물로 채웠으며 퇴적층 경계면은 평탄하게 조성하였다. 측정된 주파수별 수평입사각에 따른 반사손실은 고주파 해저면 반사손실 모델인 APL-UW 모델 (Mourad & Jackson, 1989)과 비교하였다. 60 kHz 이하 주파수의 경우 모델과 실측치가 거의 일치하였으나 70 kHz 이상의 경우에는 주파수가 증가함에 따라 2∼3dB씩 증가하는 결과를 보였다. 70 kHz 이상의 경우 모델과 실측치 간의 차이는 모델에서 다루지 않는 거칠기 (입도)의 수직 크기 때문이며 고주파로 갈수록 산란이론의 레일리 인자 (Rayleigh parameter)의 값이 증가하여 거칠기에 의한 산란효과를 포함하기 때문이다. 따라서 평탄한 해저면일지라도 사질과 수층으로 이루어진 경계면에서의 반사손실모델은 입도분포의 신뢰구간 내에서 갖는 거칠기 영향에 의한 주파수의 종속성을 고려하여야한다.
해안시설물을 주로 파랑과 흐름의 작용으로부터 보호하기 위하여 세굴 방호시설물의 구성요소인 자체연결의 바이오 블록을 디자인하였다. 이 블록은 해저경사면, 해빈, 해안저면에 적응하여 파랑의 충격 및 침식작용에 대응하도록 하였다. 수면상 및 해저에 설치시 일련의 수리실험을 통해 파의 반사를 조사할 필요가 있었으며 입사파에 대한 반사성능 및 파력의 비교도 필요하다. 본 연구에서는 새로 설계한 바이오 블록의 설치로 반사계수를 줄임으로써 해안경사 및 해저면을 세굴로부터 보호하고, 설치한 블록의 안정성을 확인하기 위하여 수리모델실험을 수행하였다. 또한, 블록의 각 요소를 개량한 디자인에 대해 현장여건을 고려하여 시험하였다. 실험의 결과로부터 개발한 블록의 현장적용성과 거치방안이 후속으로 논의될 것이다.
Gas hydrate has been paid attention to study for because: 1) it can be considered as a new energy resources; 2) one of reasons causing the instability of sea floor slope and 3) a factor to the climate change. Bottom simulating reflector (BSR) defined as seismic boundary between the gas hydrate and free gas zone has been considered as the most common evidence in the seismic reflection data for the gas hydrate exploration. BSR has several characteristics such as parallel to the sea bottom, high amplitude, reducing interval velocity between above and below BSR and reversing phase to the sea bottom. Moreover, instantaneous attribute properties such as amplitude envelop, instantaneous frequency, phase and first derivative of amplitude of seismic data from the complex analysis could be used to analyze properties of BSR those would be added to the certain properties of BSR in order to effectively find out the existence of BSR of the gas hydrate stability zone. The output of conventional seismic data processing for gas hydrate data set in Ulleung basin in the East sea of Korea will be used for complex analyses to indicate better BSR in the seismic reflection data. This result of this analysis implies that the BSR of the analyzed seismic profile is clearly located at the two ways time (TWT) of around 3.1 seconds.
Color Echo-sounder display signals reflected from underwater objects in eight colors according to the strength of the signal. When the sea bottom is hard due to the presence of rocks, etc, the trailing on the reflection become strong signal and soft to presence of mud, etc the trailing on the reflection become weak signal. Strong signals are displayed in the color range, reddish brown, orange and yellow, in descending order of intensity. Weak signals are displayed in the range blue, light blue, cyan and green, in ascending order of intensity. Image of fish schools at or near the sea bottom vary according to the characteristics of the beam angle setting. When the angle is wide, even fish not near the bottom may be recorded as being on the seabed. A narrow angle should, therefore, be selected when you want to get an accurate recording of fish at or near the sea bottom. The condition of the sea bottom can be determinded more easily when the beam angle is wide and pulse with is long. Though the objects could be verified by the type of reflected signals which have been transformed into digital signals strong middle and weak ones, the experiments have in continue under various condition. Futhermore, the methode of measuring temperature inside the sea ought to be examined.
음선 모델링에서 다층 해저 바닥을 고려하는 경험적 방법 중 하나는 단일층 가정으로써, 다층 구조에 대한 평면파 반사계수를 사용하는 것이다. 본 연구자는 이층 해저 바닥에 대해 단일 층 가정의 유효성을 조사하고, 음속비, 송수신 거리 당 층 두께, 1차 반사파의 스침각의 함수로 표현되는 간단한 부등식 조건을 얻었다. 부등식 조건으로부터, 단일 층 가정이 실제 해양 환경의 중주파수 음선 모델링에 적용될 수 있음을 보였다. 마지막으로 한국 동해와 유사한 해양환경에 대해 수치실험을 수행하였다. 다층 해저 바닥에 대한 평면파 반사계수를 적용한 기하학적 빔 모델을 이용하여 비상관 전달손실을 계산하고, 서울대학교에서 개발한 포물선 방정식 패키지인 SNUPE 2.0의 결과와 비교하였다.
한국음향학회 1997년도 영남지회 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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pp.68-74
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1997
Ship radiated noise is an infortant parameter which dtermines Anti Submarine Warfare(ASW) countermeansure or passive Sonar detection and classification performance. Its measurement should be performed under controlled ocean acoustic environment. In data reduction of the measured data from hydrophone array, theeffect fo ambient noise, surface reflection and bottom reflection etc. should be compensated to obtain the source level of the ship radiated noise. This study describes the measurement hydrophone array design criteria based on the analysis of transimission anomaly due to the surface reflection.
이중 주파수(Dual Frequency)를 사용한 Prototype형 천해 지층 탐사기를 사용하여 얻은 탐사 기록지가 제시되었다. 이중 주파수로는 3.5/100KHz 혹은 15/100KHz를 이용해서 고주파수에 의한 고해상도(High Resolution)을 얻고 동시에 저주파수(3.5~15KHz)에 의한 심층 투과력을 높이는데 본 연구의 목적이 있다. 특히 탐지하는 목표물이 Fresnel 반경에 비해서 매우 작을 때는 쌍곡선형 회절무늬(Hyperbolic Diffraction)가 나타나기 때문에 쉽게 목표물을 찾을 수 있다. 감쇠상수가 큰 모래층은 작은 감쇠상수를 갖고 있는 점토보다 지진파의 투과력을 약하게 만든다. 이와같이 이중 주파수의 동시 운용은 해저 지질. 모래와 점토(Silt/Clay) 분포 오니토 및 해양고고학 유물 탐사에 크게 활용할 수 있다.
This study examines the reflection characteristic of a thin transition layer of the ocean bottom showing variability with respect to depth. In order to model the surficial sediment simply, we reduce the Biot model to the depth dependent wave equation for the pseudo fluid using the fluid approximation (weak frame approximation). From the reduced equation, the difference between the inherent frequency dependency of the reflection and the frequency dependency resulting from a thin transition layer is investigated. Using Tang's depth porosity profile model of the surficial sediment [D. Tang et al., IEEE J. Oceanic Eng., vol.27(3), 546-560(2002)], we numerically simulated the reflection loss and investigated the contribution from both frequency dependencies. In addition, the effects of different sediment type and varying depth structure of the sediment are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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