• 제목/요약/키워드: Time-reversal

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구조물 손상진단을 위한 Lamb 파의 시간-역전현상에 대한 실험 (Experiment on the Time-Reversal of Lamb Waves for the Application to Structural Damage Detection)

  • 고한석;이창호;이우식
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.913-916
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    • 2007
  • In this paper, the possibility of time reversal phenomenon was investigated in damage detection of structure. In conventional lamb wave techniques, damage is identified by comparing the measured data (baseline signals) and the current data. But this method can lead to high false signal in the intact condition of structures due to environmental conditions of the structures. So in this studying, we investigate the possibility of damage detection in the aluminum plate using the time reversal phenomenon of lamb waves.

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A phase synthesis time reversal impact imaging method for on-line composite structure monitoring

  • Qiu, Lei;Yuan, Shenfang
    • Smart Structures and Systems
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    • 제8권3호
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    • pp.303-320
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    • 2011
  • Comparing to active damage monitoring, impact localization on composite by using time reversal focusing method has several difficulties. First, the transfer function of the actuator-sensor path is difficult to be obtained because of the limitation that no impact experiment is permitted to perform on the real structure and the difficulty to model it because the performance of real aircraft composite is much more complicated comparing to metal structure. Second, the position of impact is unknown and can not be controlled as the excitation signal used in the active monitoring. This makes it not applicable to compare the difference between the excitation and the focused signal. Another difficulty is that impact signal is frequency broadband, giving rise to the difficulty to process virtual synthesis because of the highly dispersion nature of frequency broadband Lamb wave in plate-like structure. Aiming at developing a practical method for on-line localization of impact on aircraft composite structure which can take advantage of time reversal focusing and does not rely on the transfer function, a PZT sensor array based phase synthesis time reversal impact imaging method is proposed. The complex Shannon wavelet transform is presented to extract the frequency narrow-band signals from the impact responded signals of PZT sensors. A phase synthesis process of the frequency narrow-band signals is implemented to search the time reversal focusing position on the structure which represents the impact position. Evaluation experiments on a carbon fiber composite structure show that the proposed method realizes the impact imaging and localization with an error less than 1.5 cm. Discussion of the influence of velocity errors and measurement noise is also given in detail.

일반화된 부엽 제거기 기반 시역전 기술을 이용한 수중음향통신 성능 분석 (Performance analysis of underwater acoustic communication using time reversal mirror based on generalized sidelobe canceller)

  • 남기훈;김재수;변기훈
    • 한국음향학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.389-394
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    • 2016
  • 수중음향통신에서 다중 입출력(Multiple-Input-Multiple-Output, MIMO) 환경은 인접 심볼 간 간섭뿐만아니라 송신기 간의 채널 간 간섭의 영향으로 인하여 수신 신호의 왜곡이 발생하는 특징을 갖는다. 신호 보상을 위하여 시역전 기술이 이용되었지만 기존의 시역전 기술은 채널 간 간섭을 효과적으로 제거하지 못하는 한계가 있다. 본 논문에서는 채널간 간섭의 제거를 위해 일반화된 부엽 제거기(Generalized Sidelobe Canceller, GSC)를 적용한 시역전 기술을 제안한다. 제안된 방법의 검증을 위해 FAF05(The Focused Acoustic Forecasting 05) 해상 실험 데이터를 이용하여 기존의 시역전 기술과의 통신 성능 비교를 수행하였으며, 그 결과 제안된 방법에 대한 통신 성능이 기존의 시역전 기술에 비해 향상됨을 확인 할 수 있었다.

음향채널이 존재하는 천해에서의 수동 시역전 통신 성능 분석 (Analysis of passive time-reversal communication performance in shallow water with underwater sound channel)

  • 최강훈;김선효;최지웅;김현수;김병남
    • 한국음향학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.21-30
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    • 2018
  • 수동 시역전 기법은 시공간적인 집속효과를 통해 다중경로 채널응답에 의한 인접 심볼간 간섭의 영향을 줄임으로써 수중통신 시스템의 오류 성능을 향상시킬 수 있는 방법이다. 이러한 수동 시역전 기법은 일반적으로 시역전 결합에 사용되는 수신신호가 많을수록 큰 공간 다이버시티 이득을 얻기 때문에 많은 수의 수신기를 사용할 때 우수한 통신 성능을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 제한된 개수의 수신기를 사용하더라도 많은 수의 수신기를 사용할 때와 근접한 통신 성능을 얻을 수 있는 수신기의 개수와 조합에 대해 분석한다. 분석을 위해 2015년 5월에 제주 남서쪽 해역에서 수행된 SAVEX15(Shallow-water Acoustic Variability Experiment 2015) 실험 데이터를 활용한다. 음향채널이 존재하는 채널 특성 때문에 에너지가 집중되는 수심이 존재하였고 에너지가 집중되는 수심에 존재하는 수신기를 포함하여 수동 시역전 결합을 할 때, 일부의 수신기만을 사용하여 최적에 가까운 통신 성능을 도출할 수 있음을 보인다.

수동형 시역전에 기반한 수중음향통신 알고리즘 및 실험적 검증 (Algorithm and Experimental Verification of Underwater Acoustic Communication Based on Passive Time-Reversal Mirror)

  • 엄민정;김재수;조정홍;김회용;성일
    • 한국음향학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.392-399
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    • 2014
  • 수중음향통신에서는 다중경로에 의한 지연확산 채널과 조류로 인한 자연적 유동 혹은 인위적인 플랫폼 이동 등으로 도플러 확산 채널이 발생한다. 이로 인하여 발생하는 인접 심볼 간 간섭을 제거하기 위하여 등화기가 사용되고 있으나 다중 경로 등의 음향 환경정보를 사용하고 있지 않다. 반면 수동형 시역전의 경우 한 방향 전파과정으로 산출한 채널응답특성의 수치적 정합필터를 통하여 자기 등화를 수행하게 되므로 등화기보다 비교적 단순한 알고리즘으로 간섭을 제거하는 특성을 갖는다. 본 논문에서는 2010년 동해에서 수행한 통신 실험의 실측 데이터에 수동형 시역전을 적용하여 다중경로로 인한 간섭을 제거하고, 통신성능이 향상됨을 보이고자 한다. 이를 검증하기 위하여 수동형 시역전의 적용 전/후의 신호 대 간섭 잡음비를 비교하고 분석한다. 또한 수동형 시역전과 적응형 등화기의 알고리즘을 각각 독립적으로 수행하여 비트오류율을 산출하고 이를 비교하여 수동형 시역전의 통신성능을 검증한다.

그람슈미트 과정 기반의 적응형 시역전 처리 (Gram-Schmidt process based adaptive time-reversal processing)

  • 김동현;변기훈;김재수;신기철
    • 한국음향학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.184-199
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    • 2024
  • 잔여의 채널 간 간섭은 일반적인 시역전 처리 기반의 동시 다중 집속에서의 주요 문제점으로 고려되어진다. 본 논문에서는, 다수의 음원이 존재하는 수중 도파관환경에서의 채널 간 간섭을 완화하기 위해 그람-슈미트 과정을 시역전 처리에 적용하였다. 해상 실험 데이터 기반 수치 시뮬레이션을 통해 여러 위치로의 널 형성 및 서로 다른 음원의 위치에서의 각기 다른 신호의 왜곡 없는 동시 다중 집속이 가능함을 능동 시역전 처리 관점에서 검증하였다. 또한, 적응 시역전 처리 방법에 비해 수신기 개수의 감소에 상대적으로 적은 영향을 받는 것을 확인하였다. 제안된 알고리즘을 통해 수동 다중 입·출력 수중 통신에서의 채널 간 간섭이 효율적으로 제거됨을 해상 실험 데이터를 통해 보였다.

크리프 역전 변수 도입에 의한 9Cr강의 크리프 피로 균열성장 거동의 평가 (Evaluation of Creep Fatigue Crack Growth Behavior of 9Cr Steel Employing Creep Reversal Parameter)

  • 마영화;백운봉;윤기봉
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권7호
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    • pp.1453-1460
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    • 2002
  • Creep-fatigue crack growth models have been proposed employing $(C_t)_{avg}$ as a crack tip parameter characterizing the time-dependent crack growth. The basic assumptions made in these previous models were ideal creep reversal conditions such as no creep reversal and complete creep reversal condition. Due to this assumption, the applicability of the models was limited since they did not consider partial creep reversal condition which is usually observed in many engineering metals at high temperature. In this paper the creep reversal parameter, Temperature;$C_R$, which was defined by Grover, is critically evaluated to quantity the extent of partial creep reversal at the crack tip. This approach does not rely on any simplifying assumptions regarding the extent of the amount of creep reversal during the unloading part of a trapezoidal fatigue cycles. It is shown that the $(C_t)_{avg}$ value calculated for 9Cr steel agrees well with the experimentally measured one. It is argued that the extent of improvement is not significant when the result is compared with that of the conventional model which has an assumption of full creep reversal behavior.

Time Reversal Focusing and Imaging of Point-Like Defects in Specimens with Nonplanar Surface Geometry

  • Jeong, Hyun-Jo;Lee, Hyun-Kee;Bae, Sung-Min;Lee, Jung-Sik
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.569-577
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    • 2010
  • Nonplanar surface geometries of components are frequently encountered in real ultrasonic inspection situations. Use of rigid array transducers can lead to beam defocusing and reduction of defect image quality due to the mismatch between the planar array and the changing surface. When a flexible array is used to fit the complex surface profile, the locations of array elements should be known to compute the delay time necessary for adaptive heam focusing. An alternative method is to employ the time reversal focusing technique that does not require a prior knowledge about the properties and structures of the specimen and the transducer. In this paper, a time reversal method is applied to simulate beam focusing of flexible arrays and imaging of point-like defects contained in specimens with nonplanar surface geometry. Quantitative comparisons are made for the performance of a number of array techniques in terms of the ability to focus and image three point-like reflectors positioned at regular intervals. The sinusoidal profile array studied here exhibits almost the same image quality as the flat, reference case.

다중수신 수중음향통신을 위한 적응 시계열반전처리 기법의 이론연구와 실험적 검증 (Theoretical Development and Experimental Investigation of Underwater Acoustic Communication for Multiple Receiving Locations Based on the Adaptive Time-Reversal Processing)

  • 신기철;변양헌;김재수
    • 한국음향학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.239-245
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    • 2006
  • 시계열반전처리는 시간과 공간영역 동시에 집속을 수행할 수 있는 효과적인 방법으로 증명되어 왔으며, 시간영역에서의 집속 특성은 수중음향통신에서 광범위하게 이용되고 있다. 최근에는 해양도파관에서 동시 다중 집속이 적응 시계열 반전처리에 의해 구현되었다. 본 연구에서 적응 시계열반전처리에 의한 동시 다중 집속은 다중 수신을 위한 수중음향 통신 알고리즘으로 확장되며, 개발된 알고리즘은 수치실험과 실 데이터를 통해 다중 수신 위치에 동시에 자기등화가 가능함을 보였다.

Measuring electrical parameters of ferroelectric liquid crystals using universal current reversal method

  • Sood, N.;Khosla, S.;Singh, D.;Bawa, S.S.
    • Journal of Information Display
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    • 제12권3호
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    • pp.129-134
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    • 2011
  • The universal current reversal method is used for the simultaneous measurement of response time (${\tau}$), azimuthal angle (${\varphi}_o$), spontaneous polarization ($P_S$), and rotational viscosity (${\gamma}_{\varphi}$) of two ferroelectric liquid crystals (FLCs). The application of AC field in FLCs results in reorientational current, which is further analyzed to obtain various parameters. The variation in the parameters with temperature follows the typical trend predicted by the theory. The theoretical curve fits well into the experimental data. Its comparison with traditional current reversal method is confirmed to address certain limitations of that method.