심장형 빔 패턴을 위한 다중모드 압전 구형 벡터센서 설계

임영섭,이재영,조치영,서희선,노용래,Lim, Youngsub,Lee, Jaeyoung,Joh, Cheeyoung,Seo, Heeseon,Roh, Yongrae 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.1

Typical underwater piezoelectric spherical sensors are omni-directional, thus can measure the scalar quantity sound-pressure-magnitude only with the limitation not being able to measure the direction of the incoming wave. This paper proposes a method to simultaneously measure both the magnitude and direction of the sound wave with the spherical sensor. The method divides the piezoceramic sphere of the sensor into eight elements, and distinguishes the magnitude and direction of the sound pressure by combining the output voltage of the elements in a particular manner. Further, through the analysis of the sensitivity variation in relation to the structural parameters like radius and thickness of the piezoceramic sphere, we have suggested the way to improve the sensitivity of the vector sensor. 일반적인 수중 탐지용 압전 구형 센서는 무지향성이어서 스칼라 양인 수신 음압의 크기만 측정할 뿐 전파 방향은 측정 할 수 없는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 구형 센서를 이용해 음파의 크기와 방향을 동시에 찾을 수 있는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 구형 센서의 압전 세라믹을 8등분하여 배열한 다음, 각 압전 세라믹 출력전압을 특정한 방법으로 조합하여 음압의 크기와 방향을 파악할 수 있도록 하였다. 또한 압전세라믹 구의 반경과 두께와 같은 구조 변수들의 변화에 따른 감도 변화를 분석하여, 벡터 센서의 감도를 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하였다.

다중 모드형 링 벡터 센서의 설계

임영섭,조치영,서희선,노용래,Lim, Youngsub,Joh, Cheeyoung,Seo, Heeseon,Roh, Yongrae 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.6

통상의 수중 음향 센서는 단일 센서로는 음압의 크기만 측정할 뿐 외부 음원의 방향은 측정 할 수 없는 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 링 센서를 사용하여 음원의 방향을 찾을 수 있는 구조를 제안하였다. 제안된 구조의 링 센서는 내부 압전 세라믹이 8등분되어 배열되어 있으며, 외부 음압에 대한 각 압전 세라믹 조각의 출력 전압을 적절히 조합하여 외부 음원의 방향을 파악할 수 있는 특성을 가진다. 나아가 링 센서의 반경, 압전 세라믹의 두께, 길이와 같은 구조 변수들의 영향을 분석하여, 벡터 센서의 감도를 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하였다. Typical underwater acoustic sensors can measure the scalar quantity of sound-pressure-magnitude with the limitation of being unable to identify the direction of an incoming wave. This paper proposes a method to detect the direction of the sound wave with a ring sensor. The sensor of the proposed structure has a piezoceramic ring divided into eight elements, and distinguishes the direction of the sound wave by properly combining the output voltages of the piezoceramic elements. Further, through the analysis of the effects of the structural parameters like the ring radius and length, and piezoceramic thickness, we have suggested the way to improve the sensitivity of the vector sensor.

Quadrupole 구조를 가진 Tonpilz형 수중 음향 벡터 센서를 이용한 입사각 추정

임영섭,노용래,Lim, Youngsub,Roh, Yongrae 한국음향학회 2012 韓國音響學會誌 Vol.31 No.8

압전 세라믹을 이용한 전형적인 Tonpilz형 수중 음향센서는 외부에서 들어오는 음향 신호를 이에 상응하는 전압으로 변환해 스칼라 양인 음압의 크기만 측정할 뿐 외부에서 들어오는 신호의 방향은 파악할 수 없는 한계가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 Tonpilz형 트랜스듀서를 이용해 단일 센서만으로도 음압의 크기와 방위각 방향을 동시에 분석해 낼 수 있는 새로운 벡터 센서 구조를 제안하고, 제안된 구조의 타당성을 수식 및 유한요소해석을 통해 검증하였다. Typical Tonpilz type underwater acoustic transducers making use of piezoelectric ceramics detect the magnitude of an acoustic pressure, a scalar quantity, and convert this pressure into a proportional output voltage. The scalar sensor has no directional sensitivity. In this paper, we have proposed a new vector sensor based on the Tonpilz transducer structure, which is sensitive to both the magnitude and the azimuthal direction of an acoustic wave. Validity of this new design has been confirmed with analytic equations and finite element analyses.

음원의 방향 추정을 위한 수중 음향 Tonpilz 벡터 센서의 제작 및 특성 평가

임영섭,노용래,Lim, Youngsub,Roh, Yongrae 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.5

통상의 수중 음향 트랜스듀서는 음압의 크기만 측정할 뿐, 외부에서 들어오는 음향 신호의 방향은 파악할 수 없는 한계가 있다. 이에 본 논문의 저자들은 Tonpilz 트랜스듀서를 바탕으로 단일체로서 음압의 크기와 방향을 동시에 탐지해 낼 수 있는 새로운 벡터 센서구조를 제안하였다. 제안된 구조에는 압전세라믹 링이 4등분되어 있으며, 외부 음압에 대한 각 세라믹 조각의 출력전압을 적절히 조합하면 음원의 방향을 파악할 수 있는 특징을 가진다. 본 논문에서는 이러한 구조를 가지는 Tonpilz 벡터센서를 제작하고 그 특성을 실험적으로 측정하여, 제안된 구조의 타당성을 확인하였다. Typical underwater acoustic transducers detect only the magnitude of an acoustic pressure and they have the limitation of not being able to recognize the direction of the sound signal. Hence, the authors of this paper proposed a new vector sensor structure based on Tonpilz transducers that could detect both the magnitude and the direction of a sound pressure. In the proposed structure, the piezoceramic ring was divided into four segments, and proper combination of the output voltages of the segments in response to the external sound pressure could provide the information on the orientation of the sound source. In this paper, a Tonpilz transducer has been fabricated to have the proposed structure and its characteristics has been measured to confirm the validity of the proposed structure.

2상 흐름에서 단위모델 치환을 이용한 안정적인 LNG 배관의 동적 시뮬레이션

임영섭(Youngsub Lim),이철진(Chul-jin Lee),이상호(Sangho Lee),박찬샘(Chansaem Park),한종훈(Chonghun Han) 한국가스학회 2009 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.10

해양시설 용어 정의 및 분류 체계에 관한 일고찰

임영섭(Youngsub LIM),권도중(Do Joong KWON),이창희(Chang-Hee LEE) 한국수산해양교육학회 2017 水産海洋敎育硏究 Vol.29 No.3

중공형 전면추를 가진 Tonpilz 트랜스듀서 연구

김현기,임영섭,노용래,Kim, Hyunki,Lim, Youngsub,Roh, Yongrae 한국음향학회 2014 韓國音響學會誌 Vol.33 No.2

In this work, we present an underwater acoustic transducer with a cavity-type head mass to achieve a wide frequency bandwidth. We analyzed the effects of design variables on the transducer characteristics, and optimized the structure of the Tonpilz transducer based on the analysis results. Further, validity of the design was verified by manufacturing a prototype of the transducer and measuring its properties. The designed transducer had a far wider -6 dB fractional bandwidth which is 131 % than that of a single mode transducer, and the measured results were confirmed to be in good agreement with the analysis results. 본 연구에서는 수중 음향 트랜스듀서의 주파수 광대역화를 위해서 중공형 전면추를 가진 Tonpilz 트랜스듀서를 제안하였다. 트랜스듀서의 특성에 미치는 설계변수들의 영향을 분석하고, 그 결과에 따라 Tonpilz 트랜스듀서의 최적구조를 설계하였다. 나아가 시편의 제작 및 특성 측정을 통하여 설계 결과의 타당성을 검증하였다. 설계된 트랜스듀서는 단일모드 트랜스듀서에 비해 월등히 넓은 131 %의 -6 dB 비대역폭을 나타내었으며, 해석 결과와 측정 결과가 잘 일치하는 것으로 확인되었다.

LNG 운반선을 위한 BOG 재액화시스템 최적 설계

황철민(Chulmin Hwang),임영섭(Youngsub Lim) 한국해양공학회 2018 韓國海洋工學會誌 Vol.32 No.5

High-pressure gas injection engines (HPGI) took center stage in LNG carrier propulsion systems after their advent. The HPGI engine system can be easily modified to include a re-liquefaction system by adding several devices, which can significantly increase the economic feasibility of the total system. This paper suggests the optimal operating conditions and capacity for a re-liquefaction system for an LNG carrier, which can minimize increases in the total annualized cost. The installation of a re-liquefaction system can save 0.23 million USD per year when the cost of LNG is 5 USD/Mscf. A sensitivity analysis with different LNG costs showed that the re-liquefaction system is profitable when the LNG cost is higher than 3.5 USD/Mscf.

LNG 터미널의 하역공정에 대한 동적 모사

이철진(Chul-Jin Lee),임영섭(Youngsub Lim),박찬샘(Chansaem Park),이상호(Sangho Lee),한종훈(Chonghun Han) 한국가스학회 2009 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.10

LNG 저장/수송 시설의 통합 안전 관리 시스템 개발에 관한 연구

이상호(Sangho Lee),임영섭(Youngsub Lim),한종훈(Chonghun Han) 한국가스학회 2008 한국가스학회지 Vol.12 No.3

갈수록 성장하고 있는 LNG 산업에 있어서 안전관리는 필수적인 요소로 자리잡아가고 있다. 이에 따라 기존의 LNG 저장/수송 시설에 대한 안전 관리를 보다 발전시킬 수 있는 것이 필요하며 최근 발전된 IT 산업은 LNG 저장/수송 시설에 대한 통합 안전관리 시스템을 가능케 했다. 위험성 평가/분석 기술, 폭발, 누출 및 확산 모델 구축 기술, 실시간 모니터링 및 이상 진단 기술, Data reconciliation을 통한 공정 정보 신뢰성 향상 기술 등을 집약하며 웹 환경을 통하여 구축될 통합 안전관리 시스템은 LNG 산업의 안전성 향상과 향후 기술 수출에 큰 기여를 할 것이다. The safety management of the LNG industry which shows huge growth recently, become an essential element. So the necessity of development for the pre-existing LNG storage/transport facility has been shown up and the improvement of information technology (IT) of these days make it possible to synthesize several models for integrated LNG facilitiy safety management system. This system will contains risk analysis/assessment technology, explosion, leakage and diffusion model construction technology, real-time monitoring and fault diagnosis technology, and reliability progression technology of process information through data reconciliation. The final integrated safety management system will contribute the increase of LNG industry’s safety and exportation of technique.