• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제27권3E호
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• pp.104-111
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• 2008

Recently, a method for robust time reversal focusing has been introduced to extend the period of stable focusing in time-dependent ocean environments [S. Kim et al., J. Acoust. Soc. Am. 114, 145-157, (2003)]. In this study, concept of focal-size broadening based on waveguide invariant theory in an ocean time reversal acoustics is described. It is achieved by imposing the multiple location constraints. The signal vector used in multiple location constraints are found from the theory on waveguide invariant for frequency band corresponding the extended focal range. The broadening of foci in an ocean waveguide can play an important role in the application of time reversal processing, particularly to the underwater acoustic communication with moving vehicles. The proposed method is demonstrated in the context of the underwater acoustic communication from the transmit/receive array (TRA) to a slowly moving vehicle.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제25권3E호
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• pp.131-136
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• 2006

The PML developed for the radio wave propagation is a powerful numerical domain truncation technique. We perform an analytic study on the reflection from the PML inserted in the ocean bottom. In the ocean bottom, we show the PML to have the improved performance but simultaneously the degeneration below the critical angle of the fast ocean bottom. The degeneration of the PML can be simply relaxed by stretching the thickness of the PML or putting the attenuation coefficient to the ocean bottom. As a better solution, we propose the improved truncation technique based on the PML and the non-local boundary condition. Finally, we apply the PML to the acoustic wave propagation using split-step Pade PE solver. For the problems of the ocean waveguide, the numerical efficiency of the PML is examined and the usefulness of the PML is confirmed.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권1호
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• pp.10-15
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• 2015

A thin-film transmission line (TFTL) employing a microstrip line/coplanar waveguide (ML/CPW) was fabricated on a silicon substrate for application to a miniaturized on-chip RF component, and the RF characteristics of the device with the proposed structure were investigated. The TFTL employing a ML/CPW composite structure exhibited a shorter wavelength than that of a conventional coplanar waveguide and that of a thin-film microstrip line. When the TFTL with the proposed structure was fabricated to have a length of ${\lambda}/8$, it showed a loss of less than 1.12 dB at up to 30 GHz. The improvement in the periodic capacitance of the TFTL caused for the propagation constant, ${\beta}$, and the effective permittivity, ${\varepsilon}_{eff}$, to have values higher than those of a device with only a conventional coplanar waveguide and a thin film microstrip line. The TFTL with the proposed structure showed a ${\beta}$ of 0.53~2.96 rad/mm and an ${\varepsilon}_{eff}$ of 22.3~25.3 when operating from 5 to 30 GHz. A highly miniaturized impedance transformer was fabricated on a silicon substrate using the proposed TFTL for application to a low-impedance transformation for broadband. The size of the impedance transformer was 0.01 mm2, which is only 1.04% of the size of a transformer fabricated using a conventional coplanar waveguide on a silicon substrate. The impedance transformer showed excellent RF performance for broadband.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.102-107
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• 2013

It is important to understand the vibrating behavior of plate structures for many engineering applications. In this study, vibration characteristics of strip plates which have finite width and infinite length are investigated theoretically and numerically. The waveguide finite element approach is used in this study which is known as an effect tool for waveguide structures. WFE method requires only cross-sectional FE model and uses theoretical harmonic solutions for the wave propagation along the longitudinal direction. First of all for a simple strip plate, WFE results are compared with theoretical ones such as the dispersion diagrams, point mobilities, etc. to validate the numerical model. Then in the numerical analysis, the several different types of longitudinal stiffeners are included to the plate model to investigate the effects of the stiffeners in terms of the dispersion curves and mobilities.

• 한국음향학회지
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• 제41권4호
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• pp.397-409
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• 2022

본 논문에서는 거리 종속환경에서 해수면에 의한 배경소음 모델링을 수행하였다. 모델링 환경에서 음원은 해수면 근처에서 수평 방향의 전 영역에서 위치하고, 수신기 배열은 거리 종속환경의 해양 도파관 내에 위치하였다. 거리 종속환경에서의 소음원과 수신기 간의 음파전달은 연성모드법을 사용하여 계산되었으며, 이를 이용하여 수신기 간 상호 스펙트럴 밀도행렬 식을 유도하였다. 계산된 상호 스펙트럴 밀도행렬은 소음 인텐시티, 빔형성 결과, 코히런스 함수를 계산하는 데 사용되었으며, 그 결과를 거리 독립환경에서의 결과와 비교하였다. 이를 통해 해저면 특성에 의한 수직 방향성과 거리 종속환경에 의한 수평면상의 비대칭성 특성이 모델링 결과에 반영됨을 확인하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제15권1E호
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• pp.39-44
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• 1996

Matched field localization schemes often show a high sensitivity to acoustic variabilities due to mismatch between assumed and actual environments. In this paper, we focus on the effect of source motion or Doppler on matched field processing (MEP). to accomplish this, MFP is extended to treat a moving source problem with normal mode description of the sound field. the extension involves both the temporally nonstationary and spatially inhomogeneous nature of the sound field generated by a time-harmonic point source moving uniformly in a stratified oceanic waveguide. It is demonstrated that the impact of source motion can be significant to MEP although the velocity of a moving source is much smaller than the sound velocity of the oceanic waveguide. In addition, a criteria for minimizing the effect of Doppler on MFP is discussed.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.512-519
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• 2013

보강재를 가진 평판 구조로 이루어진 많은 구조물의 진동 현상을 해석하기 위해서는 평판 요소에 대한 진동 특성을 이해하는 것이 필요하다. 이 연구에서는 폭이 유한하고 길이가 무한한 띠 평판의 진동 특성을 이론 해석과 수치 해석을 통해 알아보고자 한다. 수치 해석 기법으로는 단면의 형상이 길이 방향으로 일정한 도파관 구조물의 진동 해석에 효과적인 도파관유한요소법(waveguide finite element method)을 사용한다. 도파관유한요소법은 구조물의 2차원 단면만을 유한요소 모델링하고, 길이 방향으로는 파동이 조화 진동하면서 전파한다고 가정한다. 이 논문에서는 먼저 띠 평판의 분산 선도와 가진점 모빌리티에 대한 수치 해석 결과를 이론 해석 결과와 비교하여 수치 해법의 타당성을 검증한다. 그리고 수치 해석을 이용해 보강재가 부착된 평판에 대한 분산 선도와 가진점 모빌리티를 구하고, 보강재가 띠 평판의 파동 전파 및 진동에 미치는 영향을 검토한다. 마지막으로 보강재가 부착된 이중 평판(double plate)에 대해 분산 선도를 구하고, 이로부터 파동 전파 특성을 살펴본다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권2호
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• pp.118-120
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• 2016

A coplanar waveguide employing periodic 3D coupling structures (CWP3DCS) was developed for application in miniaturized on-chip passive components on silicon radio frequency integrated circuits (RFIC). The CWP3DCS showed the shortest wavelength of all silicon-based transmission line structures that have been reported to date. Using CWP3DCS, a highly miniaturized impedance transformer was fabricated on silicon substrate, and the resulting device showed good RF performance in a broad band from 4.6 GHz to 28.6 GHz. The device as was 0.04 mm² in size, which is only 0.74% of the size of the conventional transformer on silicon substrate.

• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.208-212
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• 2009

지면파는 해저면 음속이 깊이에 따라 일정할 경우 해저면 음속으로 진행하는 음파로 일반적으로 모드분산으로부터 설명된다. 모드분산은 도파관의 기하학적 구조에 의한 음파의 반사 및 굴절에 의해 발생되므로 본 논문에서는 지면파를 음선이론에 기초하여 모의하였다. 지면파는 일련의 선두파들의 조합으로써 해석될 수 있으므로 [Choi와 Dahl, J. Acoust. Soc. Am. 119, 3660-3668 (2006)], 음선 접근법을 이용하여 시간영역에서 여러 경로로 전파되는 선두파들의 채널 임펄스 응답과 선두파 신호의 컨볼루션을 취하여 지면파를 모의한다. 모의된 지면파는 광대역 시간영역 포물선 방정식 기법을 이용하여 모의된 지면파와 비교, 검증된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.113-120
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• 2021

무한 매질에서의 파전파 현상은 공학과 자연과학의 여러 분야에서 다양한 물리적 현상을 서술하는데 활용되고 있고, 이 문제에 대한 해를 얻기 위하여 해석적 방법 또는 수치적 방법이 개발되어 사용되고 있다. 이 문제에 대한 정확한 해를 얻기 위해서는 무한 영역으로의 에너지 방사를 정확히 고려해야 하고, 이를 위해 다양한 수치적 또는 역학적 모형 또는 경계조건이 개발되었다. 이 연구에서는 층상 waveguide에서의 scalar wave 또는 SH파 전파 문제에 적용할 수 있는 새로운 경계조건을 제안하고자 한다. 이를 위해 waveguide의 수직방향으로 유한요소 이산화를 적용하여 얻은 SH파의 지배방정식을 변형하여 waveguide의 무한 영역의 영향을 나타내는 경계조건을 유도한다. 층상 waveguide에서의 SH파에 대한 고유모드의 직교성을 이용하여, 새로운 경계조건은 기존의 root-finding absorbing boundary condition와 동등함을 보이고, 이로부터 새로운 경계조건의 차수가 증가할수록 정확성이 증가하고, 또한 이산화된 수준에서도 안정함을 유도할 수 있다. 제안된 경계조건을 층상 waveguide에서의 파전파 문제에 적용하여 그 정확성과 안정성을 검증한다.