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원통형 음향 홀로그라피를 이용한 성덕대왕 신종의 방사음장 특성 분석
김양한,김시문,Kim, Yang-Hann,Kim, Sea-Moon 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.4
성덕대왕 신종의 방사 음장 특성을 분석하기 위하여 30개의 마이크로폰으로 구성된 어레이를 이용하여 360개의 위치에서 음압을 측정한 후 원통형 음향 홀로그라피 방법을 적용하여 시간, 주파수별로 음장 해석을 행하였다. 타종 직후, 신종에서 방사되는 음장은 넓은 주파수 영역(800Hz까지 해석)에 걸쳐 고른 분포를 가지나 시간이 지남에 따라 고주파 성분은 급격히 감쇠하여 약 10초 이후에는 저주파 성분만이 존재한다. 마찬가지로 시간에 따른 음압 신호를 살펴보면 초기에 여러 성분의 모우드들이 중첩되어 복잡한 모양을 하고 있으나 10초 이후에는 한쌍의 저주파 성분(64.06Hz, 64.38Hz)에 의한 맥놀이 현상이 나타남을 확인할 수 있다. 이 맥놀이에 의한 여음이 초기의 화려하면서 장엄한 소리와 어우러져 신종만의 독특한 소리를 나타낸다. 맥놀이 현상은 종의 축에 대한 비대칭 현상에 의해 근접한 고유진동수를 가지기 때문에 발생하며 다른 고주파 성분에서도 쌍으로 존재하는 고유진동수를 관찰할 수 있다. 저주파 모우드의 경우 쌍으로 존재하는 방사 음장 형태는 길이 방향 절선 간격의 반에 해당되는 각도만큼 회전되어 나타난 것을 제외하고는 동일함을 알 수 있으며 고주파 모우드의 경우는 이보다 복잡한 모양을 이루고 있다. In order to investigate the radiation of sound from the King Song-Duk bell, we measured the sound pressure around the bell at every 30$^{\circ}$ using a microphone line array which was composed of 30 microphones separated by 15cm;total number of measurement point was 360. The sound field was estimated by using cylindrical acoustic holography. The spectrum of measured sound pressure demonstrates that it is almost like white noise in the very beginning, but in 10 seconds two close frequency components(64.06Hz, 64.38Hz) remain and make a famous beating. This beating sound is often believed to make unique sound of the King Song-Duk bell. The mode shapes of that frequency components are the same except that one is rotated by 45$^{\circ}$ from the other. This phenomenon occurs at the other pairs of components are the same except ones in very high frequency range where the mode shapes are rather complex.
김양한 ( Yang Hann Kim ) 한국감성과학회 1998 춘계학술대회 Vol.1998 No.-
진실과 거짓 사이의 거리가 사람의 눈과 귀사이의 거리라는 다분히 회화적인 표현[1]은 시각적 인식과 청각적 인식이 갖고 있는 상대적인 확실성과 불확실성에 그 초점을 맞추고 있다. 사실 소리의 특성 중의 하나인 불확실성은 많은 경우 전달된 정보의 불확실성으로 인한 판단의 오류등을 일으키는 부정적인 측면으로 작용하는 경우가 많은 것이 일반적이다. 일반적으로 경험하듯이 우리는 소리가 발생하고 있는 위치, 방향 등을 쉽게아는 것이 쉽지 않다는 것을 경험을 통하여 알고 있다. 이러한 불확실성을 개선하기 위하여 우리가 보통 할 수 있는 방법은 좀더 소리가 남직한 곳으로 위치를 옮겨가 보는 것이 될 것이다. 즉 음장의 입장, 혹은 소리를 발생시키는 음원의 입장에서 보면 소리를 감지하는 대상 혹은 센서가 좀더 직접음장(direct field) 효과가 지배적인 음장으로 이동한다고 볼 수 있거나, 음원을 좀더 가까운 거리에서 보고 있다고 볼 수 있다. 사실 이러한 과정을 통하여 우리는 소리의 공간적 특성을 감지하고 이로부터 소리에 대한 판단 혹은 인식을 수정, 보완하여 간다. 이러한 개념을 좀더 확대하고 일반화하면 Fig. 1 [2] 같은 우화적인 그림과 같이, 제한된 정보를 통한, 측정되지 않은 정보에 대한 예측문제로 생각하여 볼 수 있다. 즉 코끼리와 등 모양만을 통하여 코끼리라는 동물의 모든 것을 추측하는 것을 의미한다. 사실 이러한 불확실성은 인간의 감각, 인지기능을 통하여 많은 경우에 소리에 대한 다양함과 풍부함을 제공하는 순기능의 역할도 한다. 음악 감상을 한다든가 또한 영상과 함께 어떤 소리를 들을 때 영상에 대한 인지 또한 보다 풍부하게 느끼는 것이 이러한 예에 해당된다 볼 수 있다. 근래에 많은 주목을 받고 있는 소리의 3차원적인 인식은 또다른 차원에서, 단순한 불확실성의 차원이 아닌, 즉 인간의 소리에 대한 주관적 인식면에서 Fig. 1과 같은 맵핑을 시도하는 문제로 볼 수 있다. 즉 양귀로 들리는 소리가 어떠한 맵핑을 통하여 인간이 느끼는 소리의 주관적인 느낌, 한 예로는 입체감등을 갖게 하는가 하는 것을 탐구하는 것이라 볼 수 있다. 과연 소리의 공간적, 시간적 특성의 어떠한 변화가 인간의 소리에 대한 주관적인 인식에 가장 직접적인 영향을 미치는가가 관심의 대상일 것이다. 본 논문에서는 소리의 가시화 방법에 대한 현재까지의 방법들을 소개하고 3차원 음장에의 적용방법 가능성을 살펴본다.
김양한(Kim, Yang-Hann),최영철(Choi, Young-Chul) 한국소음진동공학회 2004 한국소음진동공학회 논문집 Vol.14 No.9
This paper addresses the way in which we can find where impulsive noise sources are. Specifically, we have an interest in the case that the signal is embedded in noise. We propose a signal processing method that can identify impulsive sources' location. The method is robust with respect to spatially distributed noise. This has been achieved by the modified beamforming method with regard to cepstrum domain is used. It is noteworthy that the cepstrum has the ability to detect periodic pulse signal in noise. Numerical simulation and experiments are performed to verify the method. Results show that the proposed technique is quite powerful for localizing the faults in noisy environments. The method also required less microphones than conventional beamforming method.
김구환(Koo-Hwan Kim),김양한(Yang-Hann Kim) 한국소음진동공학회 2014 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.10
A method for estimating the cylindrical shape of a sound radiator is presented. It assumes that sound field can be measured by a linear array. A sound field, due to the radiator vibrating with uniform velocity, can be determined by its shape, size, and orientations. Measured data also can be varying from the arrays position. To predict the shape of radiators from these measured data, mathematical relation between geometric parameter and measured information is needed. Assume that a radiator is cylinder, the magnitude and phase of measured pressure is related with the length and diameter of radiator, respectively. In this paper, the method for estimating length and shape of a finite cylinder by using its radiated pressure is proposed and verified through experiment.
김양한,박연규,김영기,Kim, Yang-Hann,Park, Yon-Kyu,Kim, Young-Key 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.6
성덕대왕 신종에 대한 연구 초점 중의 하나로 2개의 근접한 주파수에 의해 발생되는 맥놀이 현상을 들 수 있다. 본 논문은 이러한 맥놀이 현상이 종의 어떠한 진동형태로부터 기인하는지를 실험데이터를 이용해 살펴보고 있다. 진동신호의 측정은 종 표면에 고르게 분포된 108개의 지점에서 가속도계를 이용해 측정하였다. 시간 영역과 주파수 영역엣 각각 신호를 분석하였으며, 800Hz 이내에 존재하는 12개의 측정된 모우드 형태를 그림으로 나타내었다. Beating phenomenon which is generated by two closely located natural frequencies is one of research tenet for King Song-Dok bell. In this paper, we investigate the vibration shape of these natural frequencies using very extensive experimental data. Vibration signals are sampled at 108 points around the bell using accelerometers. Measured signals are anlayzed in time and frequency domain. Twelve natural shapes under 800Hz are plotted.