• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제25권2E호
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• pp.60-68
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• 2006

High-frequency bistatic scattering measurements from a corrugated surface were made in an acoustic water tank. First the azimuthal scattering pattern was measured from an artificially corrugated surface which has varying impedance. The corrugated surface was installed both transverse to the direction of incident wave and longitudinal to the direction of incident wave. The angle between the corrugated surface and the direction of the incident wave was about $45^{\circ}$. Second, the scattering strengths were measured from the flat sediment and the corrugated sediment. A critical angle of about $37^{\circ}$ was calculated in the acoustic water tank. The measurements were made at three fixed grazing angles: $33^{\circ}$ (lower than critical angle), $37^{\circ}$ (critical angle), and $41^{\circ}$ (higher than critical angle). The scattering angle and the grazing angle are equal in each measurement. Frequencies were from 50 kHz to 100 kHz with an increment of 1 kHz. The corrugated sediment was made transverse to the direction of the incident wave. The first measurement indicates that the scattering patterns depend on the relations between the corrugated surface and the direction of the incident wave. In the second measurement, the data measured from the flat sediment were compared to the APL-UW model and to the NRL model. The NRL model's output shows more favorable comparisons than the APL-UW model. In case of the corrugated sediment, the model and the measured data are different because the models used an isotropic wave spectrum of sediment roughness in the scattering calculations. The isotropic wave spectrum consists of $w_2$ and ${\gamma}_2$. These constants derived from sediment names or bulk size. The model which used the constants didn't consider the effect of a corrugated surface. In order to consider a corrugated surface, the constants were varied in the APL-UW model.

• 한국음향학회지
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• 제34권3호
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• pp.184-191
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• 2015

본 논문에서는 천해의 거리 독립환경에서 저주파수 대역의 잔향음 준위를 계산하는 정상모드 잔향음 모델 개발을 제안하였다. 정상모드를 이용하여 음원에서 산란체, 산란체에서 수신기까지의 음파 전달을 계산하였다. 산란 면적에서 상하로 전달되는 음파는 각 모드를 이용하여 고려하였다. 산란함수는 기존에 제시된 해저면 조건을 고려한 람베르트 공식(Lambert's law)과 반사각 부근에서는 Kirchhoff 근사법에 의한 가우시안 형태를 조합하였다. 제안 모델을 검증하기 위해 미국 ONR(Office of Naval Research)이 지원한 제 I회 잔향음 모델링 워크샵(Reverberation Modeling Workshop I, RMW I)의 XI, XV번 문제를 기준으로 상대비교를 수행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권8호
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• pp.740-754
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• 2009

실제 해양에서 음파는 해수면/해저면의 거친 경계면이나 기포층/어군과 같이 불규칙적으로 분포된 체적에 의해 산란 되며, 잔향음 신호는 이러한 산란 신호의 합으로 형성된다. 실측된 잔향음 신호를 정확하게 모의하기 위해서는 각 산란 메커니즘에 적합한 산란 모델을 음파 전달 손실 모델과 결합시켜야 한다. 본 논문에서는 기존의 산란 모델과 결합이 용이한 음선 이론을 기반으로 잔향음 모델을 개발하였다. 개발된 잔향음 모델은 (1) 해수면에 대한 산란 신호로 실험 기반의 Chapman-Harris 식과 이론 기반의 APL-UW/SSA 모델, (2) 해저면에 대해서는 실험 기반의 Lambert 법칙과 이론 기반의 APL-UW/SSA 모델을 선택적으로 사용하도록 한다. 개발된 잔향음 모델의 타당성을 검증하기 위해서 정상 모드법 기반으로 개발된 Ellis 모델 결과와 2006 잔향음 공동웍크�乍【� 발표된 여러 잔향음 모델 결과와 비교하였다. 모델간의 비교를 통해 검증된 잔향음 모델을 이용하여 한국 근해의 중주파수 대역 잔향음 신호를 모의하고, 이를 실측 데이터와 시간 영역에서 직접 비교하였다. 이러한 비교를 통해 각 해역의 해양 환경의 특성에 따라 상호 다른 잔향음 신호 경향을 고찰 할 수 있으며, 나아가 각 해역 특성을 반영하는 산란 강도 함수를 본 잔향음 모델을 통해 선정할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제25권8호
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• pp.389-394
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• 2006

중주파수 양상태 잔향음 준위는 음선이론을 사용하여 산출되었다. 제안된 알고리즘은 음파전달 경로 내 전방/후방 산란의 상호작용을 가정한다. 해양환경 (지형. 해저면 산란, 해수면 산란 등)은 거리 독립 해양환경으로 가정되었고 중주 파수 산란 모델이 사용되었다. 해상실험 자료를 사용한 알고리즘 검증 결과 양상태 잔향음 모델 알고리즘이 관측 해역의 양상태 잔향음 특성을 잘 반영하고 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권4호
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• pp.81-86
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• 2001

126-kHz양상태 해수면 음파산란 측정을 강원도 삼척시 연안에서 수행하였다. 수평입사각을38％, 52％로 고정시킨 상태에서 트랜스듀서와 청음기의 거리를 변화시키면서 산란각의 변화에 따른 전방산란 신호의 변화를 관찰하였다. 해저면 산란신호와는 달리 해수면 산란신호는 해수면 유동성에 의해서 도달시간 변이와 진폭의 변이를 나타내었으며 신호간의 상관관계도 불규칙적인 경향을 나타내었다. 전방산란강도를 계산하여 Kirchhoff approximation (KA)과 small slope approximation (SSA)을 비교한 결과 두 모델 모두 실측치와 잘 일치하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권1호
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• pp.55-63
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• 2014

In this paper, we propose an threshold-based Schur algorithm for estimating the media characteristics of sub-bottom multi-layers by using the signal generated by a parametric array transducer. We use the KZK model to generate a parametric array signal, and use the proposed threshold-based Schur algorithm for estimating the reflection coefficients of multiple sea bottom layers. Using computer simulation, we verify that the difference frequency component generated by the KZK model prevails over the signals of primary frequencies at long range. For the simulation, we use the transmit signal generated by the KZK and the reflected signal obtained from a lattice filter model for the seawater and sub-bottom of multi-level non-homogeneous layers. Through the simulation, we verify that the proposed threshold-based Schur algorithm can give much more accurate and efficient estimates of the reflection coefficients than methods using received signal, matched filter output signal, and normal Schur algorithm output.

• 한국음향학회지
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• 제34권6호
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• pp.444-454
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• 2015

한국해양과학기술원과 한양대학교가 2013년 5월 서해 경기만 남부의 연안해역에서 공동으로 수행한 해양음향 실험에서 주파수 6 ~ 14 kHz에 대한 해저면 후방산란강도 측정이 실시되었다. 실험해역의 지질 환경 특성은 다중빔 음향측심기, 스파커, 그랩을 이용하여 조사되었으며, 이로부터 정밀 해저지형 및 해저면 하부지층 구조, 표층 퇴적물 구성성분에 대한 자료를 획득하였다. 본 논문에서는 수평입사각 $28^{\circ}{\sim}69^{\circ}$에 대한 해저면 후방산란강도 결과를 도출하여 람베르트 법칙(Lambert's law) 및 APL-UW 산란 모델과 비교하였다. 또한 실험해역의 해양물리/지형학적 특성을 고려하여 해저면 후방산란 특성에 영향을 미치는 지음향 인자들에 대한 토의를 수행하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권3호
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• pp.309-325
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• 1994

알라스카 만의 해수순환은 바람응력의 큰 계절적 변동에도 불구하고 큰 변화를 보이지 않는다. 그 역학적 원인을 알아보기 위해 일련의 수치모델 실험을 행하였다. 먼저, 관측밀도장으로부터 구한 진단모델 결과에 의하면 알라스카 난류의 계절적 변동은 거의 없으며, 여러 종류의 예보모델 결과에 의하면 해저지형과 경압성이 바람의 계절변동에 대한 해양반응에 영향을 미침을 보여준다. 모델 결과의 비교에 의해 경압해양의 바람의 계절변동에 대한 반응은 주로 순압성이며 순압 해수순환은 해저지형의 분만효과에 의해 약해지기 때문에 해수순간의 계절적 변동이 거의 나타나지 않는다.

• 한국음향학회지
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• 제22권8호
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• pp.652-659
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• 2003

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.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.104-115
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• 2013

천해 환경에서 고주파 능동소나를 운용할 경우 각 경계면에서의 잔향음 및 도플러 효과는 소나 운용에 제한요소로 작용한다. 따라서 잔향음 제한 환경에서 소나 시스템을 운용하기 위해서는 그 환경 조건에서 발생하는 잔향음 준위를 예측하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 거리 독립 환경에서 고속으로 이동하는 음원에서 수신되는 잔향음 신호를 모의할 수 있는 고주파 잔향음 모델을 제안한다. 본 모델에서는 음선 이론과 음선 송신각 최적화 방법을 이용하여 음원에서 각 경계면까지의 고유음선 정보를 계산하고, 이동하는 음원에 의해 변화된 음원 수신 위치는 음속 그리고 음원의 방향 및 속도를 고려한 산란경로 탐색 알고리즘에 의하여 계산된다. 또한 해수면 및 해저면에서의 산란 효과는 APL-UW 산란 모델을 적용하여 고려한다. 본 논문에서 제안한 잔향음 모델은 2010 년 8월 측정된 실험과 비교 검증된다. 본 논문에서 제안된 잔향음 모델은 잔향음 신호의 통계적 특성을 잘 반영하도록 개발되었다.