• 제목/요약/키워드: elastic wave scattering

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섬유강화 복합재료 내의 탄성파 전파 (Propagation of Elastic Waves in Fiber Reinforced Composites)

  • 김진연
    • 한국음향학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.65-72
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    • 1996
  • 입자복합 재료를 대상으로 수식화되고 그 유용성이 증명된 동적 자기일치적 이론을 가장 간단한 이차원 문제인 일방향 섬유강화 복합재료 내의 SH파 전파 문제에 적용하였다. 자기일치적 조건을 주파수의 제한 없이 유도하였고 유효속도와 감쇠를 두 가지 복합재료에 대하여 계산하였다. 계산된 결과는 다중산란 이론 및 또 다른 자기일치적 이론의 결과와 비교하였다. 저 체적비에서는 본 연구의 결과와 정확한 쌍상관함수를 사용하는 다중산란 이론의 결과와 일치하였으나 또 다른 자기일치적 이론의 결과는 앞의 두 이론과 상당히 다른 결과를 나타내었다. 체적비가 증가할수록 유사한 경향을 띠고 있지만 정량적으로는 서로 다른 결과를 보여 주고 있다. 본 연구의 이론은 항상 더 작은 분산과 물리적으로 구현 가능한 감쇠를 준다는 사실을 계산 결과로부터 알 수 있다. 한 가지 중요한 관찰은 고 체적비에서는 다중산란 이론에 의한 감쇠가 저주파수에서 매우 작은 값을 나타낸다는 사실이다.

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Modeling wave propagation in graphene sheets influenced by magnetic field via a refined trigonometric two-variable plate theory

  • Fardshad, R. Ebrahimi;Mohammadi, Y.;Ebrahimi, F.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제72권3호
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    • pp.329-338
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    • 2019
  • In this paper, the magnetic field influence on the wave propagation characteristics of graphene nanosheets is examined within the frame work of a two-variable plate theory. The small-scale effect is taken into consideration based on the nonlocal strain gradient theory. For more accurate analysis of graphene sheets, the proposed theory contains two scale parameters related to the nonlocal and strain gradient effects. A derivation of the differential equation is conducted, employing extended principle of Hamilton and solved my means of analytical solution. A refined trigonometric two-variable plate theory is employed in Kinematic relations. The scattering relation of wave propagation in solid bodies which captures the relation of wave number and the resultant frequency is also investigated. According to the numerical results, it is revealed that the proposed modeling can provide accurate wave dispersion results of the graphene nanosheets as compared to some cases in the literature. It is shown that the wave dispersion characteristics of graphene sheets are influenced by magnetic field, elastic foundation and nonlocal parameters. Numerical results are presented to serve as benchmarks for future analyses of graphene nanosheets.

산란 초음파의 주파수 특성을 이용한 단일 섬유 복합재료의 인터페이즈 평가법 개발 (Development of a Method for Characterizing Single-Fiber Composite Interphase from Frequency-Domain Characteristics of Ultrasonic Scattered Waves)

  • 김웅기;임현준
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.100-109
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    • 1999
  • 본 연구에서는 산란 초음파의 주파수 특성을 이용하여 단일 섬유 복합재료내 인터페이즈의 물리적 성질을 측정하는 방법을 제안하고, 그 가능성을 이론적으로 고찰하였다. 그 결과 주파수 영역에서 나타나는 산과 골의 위치 및 크기가 인터페이즈의 성질에 의해 상당한 영향을 받음을 보임으로써 이 방법의 타당성을 확인하였다. 산란 초음파의 주파수 거동은 산란체의 공명과 관련되어 있지만 공명 피크가 음향파의 경우만큼 두드러지지 않아 기존의 음향 공명산란이론을 바로 적용할 수 없었다. 산란초음파의 주파수특성으로부터 인터페이즈의 성질을 구하는 역문제의 해법으로서 신경회로망을 구성하였으며, 이를 사용하면 대부분의 경우 인터페이즈의 성질을 상당히 정확하게 추정할 수 있었다.

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구형 알루미늄 쉘 내부의 충전 유체에 따른 수중 음향 산란 특성 분석 및 유사 위그너-빌 분포를 이용한 식별 기법 연구 (Analysis of acoustic scattering characteristics of an aluminum spherical shell with different internal fluids and classification using pseudo Wigner-Ville distribution)

  • 추연성;변성훈;김시문;이근화
    • 한국음향학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.549-557
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    • 2019
  • 표적의 음향 산란 특성은 표적의 재료 특성과 구조적 특성에 영향을 받으며, 이는 음향을 이용하여 수중에서 표적을 탐지, 식별하고자 할 때 매우 중요한 정보가 된다. 특히, 얇은 탄성체의 경우 램파(Lamb wave)에 의해 표적 주변 유체에 산란파가 생성된다. 본 논문에서는 계단 주파수 스윕 사인 파형을 이용하여 수조에서 알루미늄 구의 산란 신호를 측정한 결과를 제시한다. 특히 알루미늄 구의 내부에 물이 채워져 있는 경우와 공기가 채워져 있는 경우에 대하여 산란 신호의 차이를 측정하고 이론 모델과 비교하였다. 또, 내부 물질에 따른 표적 산란 신호 차이를 유사 위그널-빌 분포를 이용하여 분석하고, 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지의 차이를 비교하였다. 분석 결과, 구의 내부에 물이 채워진 경우가 공기가 채워진 경우에 비해 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지가 증가하는 것을 확인하였으며 이는 이론적인 예상과 부합한다.

수중표적의 고주파수 CW 펄스신호 반사를 위한 하이라이트 분포 모델링 해석 (An Analysis of Highlight Distribution Modeling for High Frequency CW Pulse Signal Reflection on Underwater Target)

  • 김부일;이형욱;박명호;권우현
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.1-11
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    • 2000
  • This paper proposes the practical echo-signal synthesis models - UTAHID (Underwater TArget by Highlight Distribution) & M-UTAHID(Modified UTAHID) - of underwater target for active sonar engineering At high frequencies all the echo components that are the specular reflected waves and various elastic scattering wave scan be regarded the summation of individual echo from some equivalent scattering centers, so the underwater target is characterized by highlights distributed in spatial target structure. Proposed models are compared with characteristics of random distributed model & equivalent interval highlight model, and analyzed target strength, echo-elongation effect, target time spread loss and so on. Thus these can be efficiently used in various real systems related to underwater target echo-signal synthesis on active sonar and acoustic countermeasure.

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Visualization of Elastic Waves Propagating on a Solid Surface with Fatigue Cracks by Laser Ultrasonic Technology

  • Imade, Masaaki;Miyauchi, Hidekazu;Okada, Saburo;Yamamoto, Shigeyuki;Takatsubo, Jyunji
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.109.4-109
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    • 2001
  • We have developed a laser ultrasonic system for visualization of elastic waves propagating on a solid surface, in order to visualize ultrasonic waves propagating on opaque media. This system can produce a series of successive images as an animation of wave propagation, because of scanning an optical heterodyne probe to measure surface transient displacements. Using this visualization technique, we observed the scattering and diffraction of ultrasonic waves around various shapes of artificial defects, and examined its application to nondestructive inspection. This imaging system provides various kinds of visualization images such as propagation image, amplitude image, arrival time image and velocity image. We have been confident that this technique is available for nondestructive inspection and materials ...

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자유표면 근처에서의 구형 셸과 충격파의 비정상 유체-구조물 상호작용 해석 (Interactions of Spherical Acoustic Shock Waves with a Spherical Elastic Shell near a Free-Surface)

  • 이민형;이범헌;이승엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권6호
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    • pp.1143-1148
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    • 2002
  • This paper analyses the transient response of a spherical elastic shell located near fee surface and impinged by spherical step-exponential acoustic shock waves. The problem is solved through extension of a method (Huang, 1969) previously formulated for the excitation in an infinite domain, which employs the classical separation of variables, series solutions, and Laplace transform technique The effect of the free surface reflection is taken into account using the image source method. The reflection of the incident wave has been treated by the same image formulation. If the reflection of the pressure field scattered and radiated by the shell is considered, the problem becomes that of multiple scattering by two spheres. However, this is in general negligible considering errors inherent from other sources and that the scattered and radiated pressure waves emanating from the shell are small. Thus, the problem is reduced to that of a structure immersed in an infinite fluid and impinged upon the origin and the image incident.

구조물의 내진 해석을 위한 지반 입력운동의 산정에 관한 연구 (A Study on the Ground Input Motion for Seismic Analysis of Structures)

  • 이인모;송태원;허영
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제5권3호
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    • pp.5-18
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    • 1989
  • 본 연구에서는 구조물의 내진해석에 사용되는 입력운동을 1차원 파전파이론, Elsabee-Morray의 이론, 유한 요소이론을 이용하여 산출하여 상호비교 검토하였고 산정된 입력운동을 이용해서 구조 물의 응답을 유한요소 해석과 반무한체 해석을 이용하여 산정해서 역시 비교 검토하였다. 지반의 강성증가에 따른 입력운동과 구조물 응답의 변화를 고찰하기 위하여 Parametric Study를 수행하였으며 산출된 여러 이론들에 따른 구조물 응답결과를 내진규준에 따라서 산출된 구조물 응답과 비교하였다. 해석 결과는 Scattering Field 효과를 고려하지 않은채 산출된 입력운동이 Scattering Field 효과를 고려하여 얻어진 입력운동보다 약 2배 정도 크게 산출되어 결과적으로 입력운동의 차이에 따른 구조물응답이 상당한 차이를 보여 내진 설계시 이 효과를 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다.

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Ordering of manganese spins in photoconducting $Zn_{1-x}Mn_xTe$

  • Kajitani, T.;Kamiya, T.;Sato, K.;Shamoto, S.;Ono, Y.;Sato, T.;Oka, Y.
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 14TH KACG TECHNICAL MEETING AND THE 5TH KOREA-JAPAN EMGS (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM)
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    • pp.39-43
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    • 1998
  • Single crystals of{{{{ { Zn}_{ 1-x} {Mn }_{x }{Te} }}}} with x=0.3-0.6 were prepared by the standard Bridgeman method. Diffuse neutron diffraction intensities due to the short range magnetic ordering is found in the vicinities of 1 1/2 0 reciprocal point and its equivalent point, indicating that the magnetic correlation of the clusters is the type III antiferromangetic one do the F-type Bravais class crystals, being identical with that of {{{{{ Cd}_{ 1-x} {Mn }_{x }Te }}}}. Neutron inelastic scattering measure-ment has been performed for {{{{{ Zn}_{ 0.6} { Mn}_{ 0.4}Te }}}} sample using the cold neutron spectrometer. AGNES. High resolution measurement with the energy resolution of {{{{ TRIANGLE E= +- .01meV}}}} was carried out in the temperature range from 10K to the ambient. Critical scattering, closely related with the spin glass transition, has been observed for the first time in this semimagnetic semi-conductor. The critical scattering is observed at temperatures in the vicinity of the spin glass transition temperature, 17K. The scattering is observed as a kind of quasielastic scattering in the reciprocal range where the elastic magnetic diffuse scattering has been observed, e.g., 11/20 reciprocal point, indicating the spin fluctuation has dynamic components in this material. Photoconductivity has been discovered below 150K in {{{{{ Zn}_{ 0.4} {Mn }_{0.6 } Te}}}}. The electric AC conductivity has been increased dramatically under the laser light with the wave lengths of {{{{ lambda =6328,5145 and4880 }}}}$\AA$ ,respectively. After the light was darkened, the conductivity was reduced to the original level after about 2000 seconds at 50K, being above the spin glass transition temperature. This phenomenon is the typical persistent photoconductivity; PPC which was similarly found in {{{{ { Zn}_{ 1-x} { Mn}_{x} Te}}}}.

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초음파를 이용한 입자강화 금속복합재료의 계면특성에 관한 이론적 연구 (A Theoretical Study on Interface Characteristics of SiC Particulate Reinforced Metal Matrix Composite Using Ultrasonics)

  • 이준현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.9-17
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    • 1994
  • 초음파법은 종래의 금속재료는 물론 최근의 금속 복합재료등과 같은 신소재의 재료특성을 비파괴적으로 평가할 수 있는 일반적인 방법이다. 그러나 이와같은 재료들의 비파괴 특성 평가를 위해 초음파법을 적용시킬 경우 무엇보다도 재료 내부를 전파하는 탄성파의 전파특성에 대한 물리적 현상에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 금속 복합재료의 제조공정에서 일반적으로 많이 발생되는 기지재와 강화재 사이의 계면 문제 및 기지재에 분포하는 강화재의 체적함유율의 변화등에 의한 유효 평면파의 다중 산란 특성을 SiC 입자강화 6061 알루미늄 복합재료에 대해 Lax의 준 결정 근사(quasi-crystalline approximation) 이론 및 소감정리 (extinction theorem)를 기초로 하여 이론적으로 해석하였다. 그 결과 SiC 입자 강화재의 체적 함유율의 변화에 대한 유효 평면파의 위상속도 및 감쇠의 주파수 의존 특성과 금속복합재료에 있어서의 기지재와 강화재 사이의 계면층의 탄성특성에 대한 위상속도의 변화 특성이 명확하게 규명되었다.

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