• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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• pp.442-445
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• 2004

The acoustic target strength (TS) of submarine is associated with its active detection, positioning and classification. That is, the survivability of submarine depends on its target strength. So it should be managed with all possible means. An anechoic coating to existing submarine or changing of curvature can be considered as major measures to reduce the TS of submarine. It is mainly based on the prediction of its TS. Under this circumstances, a study on the more accurate numerical methods becomes big topic for submarine design. In this paper, Kirchhoff approximation method was adopted as a numerical tool for the physical optics region. Secondly, the scaled models of submarine were built and tested in order to verify its performance. Through the comparison, it was found out that the Kirchhoff approximation method could be good design tool for the prediction of TS of submarine.

• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.174-186
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• 2009

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.

• 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.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권1호
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• pp.45-52
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• 1995

A new Kirchhoff approximation(KA) method was proposed for microwave scttering from randomly rough surfaces. Using the spectral representation of delta function and its sifting theorem, a new KA was formulated directly without any further approximation, and this formulated was used to compute exact backscttering coefficients. The validity of the KA was verified by a numerical method, and this new KA technique was used to evaluate the existing approximated KkA methods; i.t., the zeroth-order and the first-order approximated physical optics(PO) models. It was shown that the first-order approximated PO model has small error than the zeroth-order approximated PO model at low incidence angles and the opposite happens at higher incidence angles. This new KA model can be used to compute exact scattering coefficients in the validity regions of KA and to evaluate other theoretical and numerical models for scattering from randomly rough surfaces.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1062-1073
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• 2007

Acoustic Target Strength (TS) is a major parameter of the active sonar equation, which indicates the ratio of the radiated intensity from the source to the re-radiated intensity by a target. In developing a TS equation, it is assumed that the radiated pressure is known and the re-radiated intensity is unknown. This research provides a TS equation for polygonal plates, which is applicable to near field acoustics. In this research, Helmholtz-Kirchhoff formula is used as the primary equation for solving the re-radiated pressure field; the primary equation contains a surface (double) integral representation. The double integral representation can be reduced to a closed form, which involves only a line (single) integral representation of the boundary of the surface area by applying Stoke's theorem. Use of such line integral representations can reduce the cost of numerical calculation. Also Kirchhoff approximation is used to solve the surface values such as pressure and particle velocity. Finally, a generalized definition of Sonar Cross Section (SCS) that is applicable to near field is suggested. The TS equation for polygonal plates in near field is developed using the three prescribed statements; the redection to line integral representation, Kirchhoff approximation and a generalized definition of SCS. The equation developed in this research is applicable to near field, and therefore, no approximations are allowed except the Kirchhoff approximation. However, examinations with various types of models for reliability show that the equation has good performance in its applications. To analyze a general shape of model, a submarine type model was selected and successfully analyzed.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2000

본 논문에서는 체적형 결함과 균열형 결함에 대한초음파산란 현상을 모델링하기 위한 두가지 이론을 설명하였다. 동탄성 Kirchhoff 근사 (EKA)와 기하학적 회절이론 (GTD)이 각각 원주형 기공과 반무한 균열에 적용되었다. 이 두 이론은 고주파수 근사법으로 알려져 있다. 모델 결함들에 평면파가 입사하는 경우의 2차원 동탄성 산란 문제를 고려하였으며 산란장을 반사계수와 회절계수의 항으로 구하였다. 원거리에서 산란파의 변위에 대한 입사파 변위의 비를 관찰 방향의 함수로 구했으며 그 결과를 경계요소법과 비교하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권6호
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• pp.559-565
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• 2004

원주형 기공(SDH: side-drilled hole)의 초음파 산란장 해석을 두 가지 방법으로 수행하였다. 근사해석법인 Kirchhoff 근사법과 변수분리에 의한 엄밀해법으로 구한 원거리 산란진폭 식을 제시하고 시간영역에서 그 결과를 서로 비교하였다. 수직횡파(SV)의 SDH 입사를 고려하였으며, 원거리 산란 진폭을 주파수와 시간영역에서 각각 구하였다. 엄밀해법은 직접 산란파뿐만 아니라 잠행성 파를 나타내었으며, Kirchhoff 근사법은 잠행성 파를 예측하지 못하는 젓을 제외하고 엄밀해의 결과와 잘 일치하였다. 수침, 펄스-에코 시험법에서 SDH의 수신 신호 응답을 예측할 수 있는 두 가지 측정모델을 소개하였고, 수직 횡파가 45도로 입사할 때 지름 1mm SDH의 수신신호를 계산하고 그 결과를 실험과 비교하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.354-361
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• 2004

SH파의 균열 산란장 해석을 위하여 먼저 균열개구변위(COD)를 미지수로 하는 경계적분방정식(BIE)을 수립하였다. 폭 2a의 고립된 2차원 균열(slit)에 임의의 각도로 입사하는 시간조화 평면파에 대하여 COD를 주파수 ka의 함수로 구하였으며, 다른 연구 결과와 잘 일치함을 확인하였다. 초음파 비파괴평가에서 중요한 변수로 취급되는 원거리 산란음장을 두 가지 방법으로 구하였다. 펄스-에코 모드에서 Kirchhoff 근사법과 BIE-COD에 기초한 엄밀해의 결과를 입사각도와 주파수의 함수로 계산하고 서로 비교하였다. SH파가 균열면에 수직으로 입사/반사한 경우 산란음장은 최대가 되고, 두 방법은 정확히 일치하였다. 수직입사에서 멀어질수록 산란진폭은 모두 급격히 감소하며, Kirchhoff 근사법은 엄밀해와 차이를 보였다. 시간 영역의 원거리 산란진폭 거동을 구하기 위하여 대역폭을 갖는 중심주파수 10MHz를 곱하고, 퓨리에 역변환으로 시간영역 신호를 계산하였다. 경사 입사시에 시간영역의 진폭은 좌우 균열 선단에 의해 분리되며, 두 신호 사이의 시간 간격은 균열의 크기와 관련된다 엄밀해와 비교할 때 Kirchhoff 근사법은 정확한 시간 간격을 제공하나, 동일한 크기의 균열 선단 신호를 제공하는 부정확함이 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권1호
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• pp.8-18
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• 1998

키르히호프 주시 쌍곡선은 탄성파 탐사에서 반사파 자료를 구조보정 하는데 널리 쓰여져 왔다. 그러나 이는 중합전 혹은 중합후 구조보정을 위한 적용에 있어 그 수학적인 기반이 그다지 명확하게 이해되어 오지 않아왔다. Exploding reflector 모델을 생각할 때 지하 산란체로부터 지표 수신기까지의 주시는 지하 산란체 위치에 송신원을 둔 경우 Green함수를 이용한 주시와 동일하다. 따라서 송신원에서 exploding reflector, 또 여기서 수신기까지의 주시의 합은 관측자료에 속도 및 밀도에 대한 편미분을 취함으로써 얻어지는 편미분 파동장의 주시와 개념적으로 일치한다. 키르히호프의 주시 쌍곡선을 따라 반사파 탄성파자료의 합은 편미분장과 관측된 자료의 내적과 동일한 것으로 간주될 수 있다. 또한 굴절 주시 직선을 이용한 굴절자료의 중합은 편미분장의 초동과 현장자료의 내적과 개념적으로 같음을 알 수 있다. 지하의 구조내의 속도나 밀도에 대한 편미분장의 관점에서 보면 굴절파자료에 대해서는 직선에 대한 중합, 반사파자료에 대해서는 키르히호프 쌍곡선으로 지하의 구조를 영상화 할 수 있는 연산자임을 확인하였다. 이러한 타당성 검증은 일반적인 키르히호프 구조보정에 대한 기본 이론을 구성할 수 있었고 또한굴절 주시 직선을 굴절파자료의 영상화에 있어서 연산자의 기본 지식을 확보할 수 있었다.

• 대한수학회보
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• 제51권1호
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• pp.189-206
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• 2014

In this paper, we prove the global existence and uniqueness of the dissipative Kirchhoff equation $$u_{tt}-M({\parallel}{\nabla}u{\parallel}^2){\triangle}u+{\alpha}u_t+f(u)=0\;in\;{\Omega}{\times}[0,{\infty}),\\u(x,t)=0\;on\;{\Gamma}_1{\times}[0,{\infty}),\\{\frac{{\partial}u}{\partial{\nu}}}+g(u_t)=0\;on\;{\Gamma}_0{\times}[0,{\infty}),\\u(x,0)=u_0,u_t(x,0)=u_1\;in\;{\Omega}$$ with nonlinear boundary damping by Galerkin approximation benefited from the ideas of Zhang et al. [33]. Furthermore,we overcome some difficulties due to the presence of nonlinear terms $M({\parallel}{\nabla}u{\parallel}^2)$ and $g(u_t)$ by introducing a new variables and we can transform the boundary value problem into an equivalent one with zero initial data by argument of compacity and monotonicity.