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박철수,설한신,김건도,박영하,Park, Cheolsoo,Seol, Hanshin,Kim, Gundo,Park, Youngha 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.3
본 논문에서는 캐비테이션 터널에서의 소음계측용 청음기 배열 설계를 위한 최적화 기법을 제안하였다. 제안된 최적설계 기법은 배열 설계인자 및 목적함수 정의 그리고 최적화 알고리즘 적용 등의 내용으로 구성되어 있다. 설계인자 정의는 원형배열, 나선배열, 다중나선배열을 대상으로 하였다. 목적함수는 주엽의 빔폭과 최대 부엽 크기를 동시에 고려할 수 있도록 정의하였다. 최적화 알고리즘으로는 광역 최적화 기법의 일종인 VFSR 기법을 적용하였다. 최적 설계기법을 각 배열에 적용 후 도출된 최적 배열을 대상으로 최대 부엽크기 및 주엽의 빔폭을 분석하였다. 끝으로 캐비테이션 터널 내부의 다중반사를 고려한 빔형성 결과 평가를 통해 본 기법의 유용성을 확인하였다. This paper proposes a hydrophone array design optimization technique for cavitation tunnel noise measurements. The optimization technique comprises of design parameters, an objective function and an optimization algorithm. The design parameters are defined for circular, spiral and multi-spiral arrays. The objective function is defined so as to consider the mainlobe beamwidth and the maximum sidelobe level simultaneously. A global optimization scheme is applied to the array design using very fast simulated reannealing (VFSR). After applying the optimization technique to arrays respectively, the peak sidelobe level and the mainlobe beamwidth of optimum arrays are analyzed. Finally the array patterns considering multiple reflections in the cavitation tunnel are evaluated to validate the proposed method.
박철수,정소원,김건도,박영하,문일성,임근태,Park, Cheolsoo,Jeong, So Won,Kim, Gun Do,Park, Youngha,Moon, Ilsung,Yim, Geuntae 한국음향학회 2021 韓國音響學會誌 Vol.40 No.4
In this paper, an empirical model of air bubble size to be applied to an air masker for reduction of underwater radiation noise is presented. The proposed model improves the divergence problem under the low-speed flow condition of the existing model derived using Rayleigh's jet instability model and simple continuity condition by introducing a jet flow velocity of air. The jet flow velocity of air is estimated using the bubble size where the liquid is quiescent. In a medium without flow, the size of the bubble is estimated by an empirical method where bubble formation regime is divided into a laminar-flow range, a transition range, and a turbulent-flow range based on the Reynolds number of the injected air. The proposed bubble size model is confirmed to be in good agreement with the Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis result and the experimental results of the existing literature. Using the acoustic inversion method, the air bubble population is estimated from the insertion loss measured during the air injection experiment of the air- masker model in a large cavitation tunnel. The results of the experiments and the bubble size model are compared in the paper.
박철수,정소원,김건도,문일성,김인강,Park, Cheolsoo,Jeong, So Won,Kim, Gun Do,Moon, Ilsung,Kim, In kang 한국음향학회 2022 韓國音響學會誌 Vol.41 No.3
In this paper, noise characteristics of bubbles created by an orifice-type bubble generator are studied. In order to understand the overall bubble noise characteristics, the bubble noise spectra proposed by Strasberg and Blake, respectively, are examined, and an air injection experiment was performed in the large cavitation tunnel of KRISO to measure the bubble noise. The experiments were performed under a quiescent condition and flow conditions using 5 types of air bubble generator. From the measurement results, the characteristics of the bubble noise spectrum according to the experimental conditions are observed, and the effect of each parameter on bubble noise is analyzed by regression analysis. Finally, empirical models based on the regression analysis for bubble noise are presented, and it is confirmed that the estimated bubble noise is in good agreement with the measured results.
선박 수중방사소음의 셉스트럼 분석을 이용한 음향역산법 연구
박철수,김건도,임근태,문일성,Park, Cheolsoo,Kim, Gun Do,Yim, Geuntae,Moon, Il-Sung 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.1
본 논문에서는 선박 수중방사소음의 셉스트럼(cepstrum) 분석을 이용한 음향역산법을 제안하였다. 셉스트럼 분석을 통해 수중 청음기에서 계측된 선박 소음으로부터 직접 도달파와 해수면과 해저면에서 반사파와의 간섭에서 기인한 음파의 다중반사 구조를 추출할 수 있다. 음향학적 역산은 계측 신호의 셉스트럼과 모의 신호의 셉스트럼을 비교하여 최적의 역산인자를 찾는 방식으로 구성되었다. 본 논문에서 제안된 역산기법을 대한해협에서 계측한 선박 수중방사소음 데이터에 적용하여 대상 선박의 음원중심과 수중청음기의 위치를 추정하였다. This paper proposes an acoustical inversion method using cepstrum analysis of underwater ship noise. Through the cepstrum analysis, multipath structure can be extracted from the recorded ship noise. The multipath structure comes from interferences between a direct arrival and multiple reflections from the sea surface and the bottom. The acoustic inversion is the optimization process to find the best parameters which show good correlation between cepstrums of the measured signal and the replica. The inversion method was applied to the underwater ship radiated noise data measured at Straits of Korea in order to estimate the acoustic center of the ship and the hydrophone position. The inversion results showed good agreement with the measured information.
전달손실 비교를 통한 지음향학적 인자 역산과 정합장처리
김경섭,박철수,김성일,성우제,Kim Kyungseop,Park Cheolsoo,Kim Seongil,Seong Woojae 한국음향학회 2005 韓國音響學會誌 Vol.24 No.6
본 논문에서는 2004년 동해에서 수행된 MAPLE 실험의 음향계측 자료를 이용한 지음향학적 인자 역산기법을 제시하고 제안된 기법의 검증을 위해 음원의 위치추적 테스트를 수행하였다. 역산을 위한 목적함수는 예인 음원과 고정된 수직선배열로부터 획득된 음향신호를 이용하여 구한 전달손실과 모의된 전달손실과의 상관관계를 평가하도록 정의하였다. 목적함수의 최적화는 광역 최적화 알고리즘인 VFSA (Very Fast Simulated Annealing)를 사용하여 수행하였다. 본 역산기법을 5개의 주파수 토널 성분 데이터에 적용한 후 이를 바탕으로 실험해역의 지음향 모델을 구성하였다. 끝으로 정합장처리를 통해 예인 음원의 위치를 추적하여 역산된 지음향학적 인자들의 타당성을 검토하였다. This paper proposes a geoacoustic inversion method for the experimental data or MAPLE 2004 experiment conducted in the East Sea of Korea in 2004 and shows source tracking test results to validate the Proposed inversion method. An objective function is defined as a correlation function of the measured and the simulated transmission loss data. The measured transmission data were obtained using a multi-tonal towed source and VLA. The VFSA (Very Fast Simulated Annealing) is applied to the inversion Problem which optimizes the objective function. After performing the inversion process for the S frequencies tonal data independently. geoacoustic models are constructed. Finally matched-field source tracking is Performed using the inverted parameters to verify them.
김경섭,박철수,김성일,성우제,Kim Kyungseop,Park Cheolsoo,Kim Seongil,Seong Woojae 한국음향학회 2005 韓國音響學會誌 Vol.24 No.6
본 논문에서는 지난 2004년 동해에서 수행된 MAPLE 04 실험에서 수집된 일련의 전구음원 신호 중 일부를 이용하여 시간 영역에서 지음향 인자 역산을 수행하였다. 이를 위해 수직선배열을 통해 수집된 채널 별 신호 파형과 모의 신호 파형을 직접 비교하는 형태의 목적함수를 구성하였다. 모의 신호는 음선 이론을 사용하여 모델링하였고, 광역최적화 알고리즘인 VFSA (very fast simulated annealing)를 사용하여 목적함수를 최적화하였다 기존의 전달손실비교를 통한 역산 결과(음향학회지 본 호 게재)들과 비교하여 지음향 인자들이 일관성 있게 추정되었음을 확인하였으며, 이 역산 결과를 이용하여 얻은 모의 신호와 계측 신호 간 비교 그림을 제시하였다. In this Paper. a time-domain geoacoustic inversion was performed using the bulb signals measured during MがU. 04 experiment conducted in the East Sea of Korea in 2004. An obiective function was defined as a direct cross-correlation between the measured and the simulated signals in time domain. The ray theory was used to model the wave propagation in time domain and optimizations were Performed using VFSA (very fast simulated annealing) algorithm. Comparison of inversion results with those from transmission loss matching (an accompanying paper in this issue of the Journal of the Acoustical Society of Korea) shows that Parameters are consistently inverted. Direct time series comparisons between the measured signals and the simulated signals are Presented based on inversion results.