축방향 전단율과 박동흐름에서 적혈구 응집현상에 미치는 영향

팽동국(Dong-Guk Paeng),이청아(Cheong-Ah Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.08

파랑에너지를 비롯한 해양에너지 발전기의 수중소음 측정

팽동국(Dong-Guk Paeng),민수홍(Soohong Min),이주호(Jooho Lee),이청아(Cheongah Lee) 한국해양환경·에너지학회 2018 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.11

동해 남서해역의 해류 및 열구조에 미치는 해상풍의 영향

나정열,팽동국,NA Jung-Yul,PAENG Dong-Guk 한국수산과학회 1992 한국수산과학회지 Vol.25 No.1

한국 동해안을 따라 북상하는 동한 난류가 울릉 분지내의 난수괴(Warm Core)에 직접적인 영향을 미치는지를 알아보기 위해서 그 경로의 시간적 변화를 조사해 보았다. 수산진흥원에서 13년간(1975-1987) 관측된 loom 수심의$10^{\circ}C$ 등온선 분포와 $2^{\circ}C$ 수심 분포도, 200m 수심의 수온 분포도를 사용해서 난수괴의 중심위치와 동한 난류의 북상 여부를 결정했다. 동시에 천기도에서 계산된 해상풍으로 동해 전반에 걸친 월 평균 wind stress curl값을 구하고 Sverdrup balance를 이용해 유선함수값을 구했다. 그 결과 동한 난류의 경로는 항상 일정하지 않고 시간에 따라 변하며 퐁한 난류가 동해 연안을 따라 북상하지 않는 기간에도 난수괴는 동한 난류와 무관하게 존재함을 알 수 있었다. 유선함수 분포를 통해 대마 난류의 분지 및 동한 난류의 북상에 미치는 해상풍의 영향을 알아본 결과 대마 난류의 세기가 약한 4월에 한달 전의 해상풍에 의한 해수의 이동으로 동한 난류의 북상이 저지될 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 Sverdrup transport와 난수괴의 위치는 상관성이 별로 없었으나 여름철 수산진흥원 조사 해역중 $38^{\circ}N$를 통해 흐르는 남향류는 동해 북부 해역의 찬 해수가 극전선 남쪽의 영구수온약층 밑으로 내려오면서 난수괴의 열구조와 위치에 영향을 미칠 가능성을 말해준다. Temporal variations of the path of the East Korea Warm Current(EKWC) which flows northward along the east coast of Korea were analysed to investigate whether the EKWC directly influences the existence of the so-called Warm Core in the Ulreung basin. From the 13 years(1975-1987) data of the Fisheries Research and Development Agency(FRDA), the $10^{\circ}C$ isotherm at the 100m depth and the depth of $2^{\circ}C$ isotherm and the temperature field at the 200m depth were used for identification of the path and the central position of the Warm Core. Sea surface winds computed from the surface pressure charts gave the monthly-averaged wind stress curl over the East Sea which was used for determination of the Sverdrup transport. And the mass transport stream functions were computed by use of the Sverdrup balance. The variations of the path show that the EKWC does not always have a fixed path and fluctuates with time. And the existence of the Warm Core is independent upon the presence of the EKWC even when the EKWC doesn't flow northward along the east coast of Korea. In view of the mass transport stream functions, the influences of the sea surface winds on the branching of the Tsushima Warm Currents and the presence of the EKWC were investigated. The presence of the EKWC may be hindered by the southward flow driven by the sea surface winds when the Tsushima currents are rather weak. A very weak correlation exists between the north-south component of the Sverdrup transport and the position of the Warm Core. However, a small but significant part of the southward transport across the latitudinal line of $38^{\circ}N$ indicates that cold water from the northern part of the East Sea may be driven and be forced to flow beneath the permanent thermocline in such a way that the thermal structure of the Warm Core and its position might be changed.

음향후방산란신호의 나카가미 확률밀도함수를 이용한 해저퇴적물 분류

복태훈,팽동국,박요섭,공기수,박수철,Bok, Tae-Hoon,Paeng, Dong-Guk,Park, Yo-Sup,Kong, Gee-Soo,Park, Soo-Chul 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.3

해양 탐사에 있어서 해저퇴적물의 물성을 파악하는 것은 해양 연구의 기초 자료로써 활용되고 있다. 이러한 해저퇴적물의 물성을 파악하기 위해서는 시추를 통한 직접적인 방법이 있지만 경제적, 시간적 손실이 크고 공간적인 한계가 있다. 이에 음향 장비를 이용한 해저퇴적물 분류 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 논문에서는 해저 지형 조사 장비의 일종인 음향측심기에 의한 음향 신호의 나카가미(Nakagami) 분포를 분석하여 해저퇴적물의 특성을 분류하는 연구를 수행하였다. 나카가미 변수인 m 값의 변화에 따라 해저퇴적물의 물리적 특성이 달라지는 것을 확인하였고, 이는 해저퇴적물특성 연구의 기초자료로 활용되리라고 여겨진다. The physical properties of a seafloor sediment have been used as a basic data for the ocean survey. Conventional methods such as a coring, a drilling, and a grabbing have been used to explore the physical properties but these methods have a number of shortcomings as it is time consuming, expensive and spatially limited. To overcome these limitations, seafloor sediment classification using acoustic signals has been studied actively. In this paper, we obtained the backscattered signal from the seafloor sediment using an echo sounder which is one kind of seafloor topography equipment. Nakagami probability density function of the backscattered signals from the seafloor sediment was computed and a Nakagami parameter was compared with the physical properties of the seafloor sediment. We have confirmed that Nakagami parameter, m is correlated with the physical properties of a seafloor sediment. This study will be utilized as a basic data of the seafloor sediment research.

High Frequency Ultrasound and Its Applications to Animal and Human Imaging Focusing on Vessel and Blood

복태훈,팽동국,Bok, Tae-Hoon,Paeng, Dong-Guk The Acoustical Society of Korea 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.e2

In the diagnostic ultrasound (US) transducer technology, the high frequency US(HFUS) transducer over 20 MHz is one of the current issues to be pursued for better resolution with the expense of penetration. HFUS single element transducers and the mechanical scanning systems for imaging are reviewed, and HFUS array transducers are also briefly summarized. HFUS applications such as the human applications in ophthalmology and dermatology and small animal applications for research purposes are reviewed with vascular and blood imaging in this paper.

원통 구조에서 공간 콘볼루션을 이용한 상호 방사 임피던스 계산

복태훈,이잉,팽동국,이종길,신구균,조치영,Bok, Tae-Hoon,Li, Ying,Paeng, Dong-Guk,Lee, Jong-Kil,Shin, Ku-Kyun,Joh, Chee-Yong 한국음향학회 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.1

공간 콘볼루션을 이용하여 원통형 구조에서 진동체 사이의 상호 방사 임피던스를 계산하였다. 본 계산 방식은 평면 배열을 공간 콘볼루션에 의해 원통 구조로 변환하고 이에 대한 상호 방사 임피던스를 계산하는 것으로서 정확한 형태의 원통형 배플을 고려하지는 못하지만 계산 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. 본 논문에서 제안하는 공간 콘볼루션 방식에 의한 계산 결과를 기존의 4중 적분 방식에 의한 계산 결과와 비교하여 계산 방식에 대한 오차를 분석하였고, 또한 배열 구조에서 발생하는 오차를 분석하기 위해 평면 배열에서의 결과와 비교하였다. 앞의 두 가지 형태의 비교를 통하여 본 계산 방식에 대한 오차를 확인하였고, 아울러 오차 범위 내에 있는 구간에서는 공간 콘볼루션에 의한 원통 구조라 할 지라도 제한적으로 사용할 수 있음을 확인하였다. The mutual radiation impedance was calculated using the spatial convolution in the cylindrical structure. The Cartesian coordinate was transformed into the cylindrical coordinate using the spatial convolution for the cylindrical array structure. This method cannot consider the cylindrical baffle, but can reduce the computation time. The error for not considering the cylindrical baffle was analyzed by the comparison of the spatial convolution method with the quadruple integration method in the cylindrical structure. The mutual radiation resistance in the cylindrical structure was compared with the one in the planar baffle. Based on two kinds of the comparison, we presented the error of the suggesting method in this paper, confirming that the spatial convolution method could be applied to compute the mutual radiation impedance in the cylindrical structure at certain conditions.

동해 묵호항 근처에서의 난류세기인자에 따른 음향수신신호의 위상분산 추정

김정훈,복태훈,팽동국,심태보,김영규,박정수,Kim, Jung-Hun,Bok, Tae-Hoon,Paeng, Dong-Guk,Shim, Tae-Bo,Kim, Young-Kyu,Park, Joung-Soo 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.4

음향수신신호의 위상은 매질에 대한 정보를 포함하고 있기 때문에 위상 변동을 연구하는 것은 매질에 대한 연구와 동반 되어야 한다. 또한 SAS (Synthetic Aperture Sonar)나 수중통신 등의 신호처리 시 수신신호의 위상변동 보정이 필요하다. 본 연구에서는 미세구조 난류에 의한 수신신호의 위상분산을 고찰하였다. 국지적으로 등방성이고 균질한 난류 환경 하에서 난류세기인자를 구하였고 음파 전달경로에 따라 난류세기가 미치는 영향을 고려하여 위상분산을 계산하였다. 난류세기 계산에 필요한 CTD자료와 ADCP자료는 묵호항 근처에 설치된 부표에서 획득하였으며 음파 전달경로는 Bellhop알고리즘을 이용한 음선 모델을 사용하였다. 결과적으로 난류세기인자는 주로 수온과 유속의 변화에 의해 결정되었으며 수신신호의 위상분산에 영향을 주었다. 이러한 위상분산은 소나 운용에 고려되어야 할 사항으로 여겨진다. Phase variance of the acoustic signals has to be investigated with the research of the medium, because the phase of the acoustic signals carries the information of the medium. The phase compensation of the received signals is required for the signal processing of SAS (Synthetic Aperture Sonar) and underwater communication. In this paper, the phase variance of the acoustic signals was studied depending on the micro-scale-turbulence of ocean. The turbulence strength of the locally isotropic and homogeneous turbulence was calculated, and the phase variance affected by the turbulence strength was computed along the ray paths. The CTD and ADCP data were acquired from a buoy system near the Mukho port in the East Sea of Korea and the ray paths were calculated by the Bellhop algorithm. As a result, the turbulence strength was mainly determined by the variation of temperature and flow speed, changing the phase variance of the received signals. Hence, we thought the phase variance should be considered in the sonar operating system.

사운드 마스크 필터를 이용한 수중 과도 신호 추출

복태훈,김주호,팽동국,이종현,배진호,김성일,Bok, Tae-Hoon,Kim, Juho,Paeng, Dong-Guk,Lee, Chong Hyun,Bae, Jinho,Kim, Seongil 한국음향학회 2012 韓國音響學會誌 Vol.31 No.8

수중 과도 신호는 주변 소음과는 구별된다. 과도 신호는 음향학적 특색에 따라 특징들이 다양하기 때문에 데이터베이스화가 요구된다. 이에 본 논문에서는 해양에서 국지적이고 일시적으로 존재하는 과도 신호를 추출하기위해 사운드 마스크 필터링 방법을 활용하였다. 표준 신호를 선택하여 원 음원과의 상호상관관계를 구하였다. 상호상관신호의 포락선에서 최대우도법에 의해 결정된 역치를 사용하여 과도 신호를 위한 사운드 마스크 필터를 구하였다. 사운드 마스크 필터를 활용하여, 수중 소음원에서 바다메기의 과도 신호를 추출하였다. 유사하게, 원 음원에 인위적으로 인공 신호를 추가한 신호에서 동일한 방식으로 바다메기와 인공 신호를 과도 신호로서 추출하였다. 또한 표준신호에 따라서 다르게 추출된 과도신호의 비교를 통해 표준신호 선택의 중요함을 제시하였다. 본 논문에서 제안된 사운드 마스크 필터링 방법은 해양 주변 소음원에서 과도 신호의 데이터베이스 구축에 활용될 수 있고, 특히, 임의의 신호에서 원하는 신호를 추출하는 데에 활용 가능성이 있다. An underwater transient signal is distinguished from an ambient noise. Database for the underwater transient signal is required since the underwater transient signal shows various characteristics depending on acoustic features. In the paper, hence, sound mask-filter was applied to extract the transient signals which exist temporally and locally in the ocean. The standard signal was chosen and cross-correlated with the raw signal. A mask-filter for a transient signal was obtained using the threshold which was decided by the maximum likelihood method in the envelope of the cross-correlated signal. Using the sound mask-filter, the transient signal of a sea catfish {Galeichthys felis (Linnaeus)} was extracted from the underwater ambient noise. Similarly, the man-made signal was added into the noise and it was extracted by the same method. We also have demonstrated the significance of the transient signal through comparing the extracted signals depending on the standard signal. In the results, the proposed method, sound mask-filtering, could be utilized as a database construction of the transient signals in underwater noise. Particularly, this study would be useful to extract the wanted signal from arbitrary signals.

동중국해와 기니만에서 저염분수로 인한 표층음파채널과 중주파수 음향 특성 분석

김한수,김주호,팽동국,Kim, Hansoo,Kim, Juho,Paeng, Dong-Guk 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.1

양쯔강이나 나이저강과 같은 큰 강의 하구를 통해서 많은 담수가 흘러 들어오는 연안에서는 표층염분이 급격히 낮아져서 음속 변화에 영향을 끼친다. 본 논문에서는 우기의 동중국해 해역과 기니만에서 저염분수로 인해 생성되는 표층음파채널(SSC) 현상을 분석하였다. 동중국해는 KODC(Korea Oceanographic Data Center)의 자료를, 적도 부근의 기니만은 ARGO(Array for Real-time Geostrophic Oceanography) 자료를 사용하였다. 수집된 자료를 토대로 표층음파채널 발생동향을 살펴본 결과 동중국해에서는 10년 동안(2000 ~ 2009) 9개 정점에서 측정된 90회 자료중 표층음파채널은 32회 나타났고 그 중 염분채널은 14회 나타난 반면 기니만에서는 3년 동안(2006 ~ 2009) 20개 정점에서 측정된 20회 자료 중 모든 경우에서 표층음파채널이 발생하였으며 염분채널은 18회 나타났다. 음속구배에 영향을 주는 수온-염분의 기울기를 분석한 결과 동중국해에서는 염분과 수온 변화량 모두 크게 나타나 염분, 수온의 조합에 의한 표층음파채널이 형성되었다. 반면 기니만에서는 혼합층이 잘 발달하여 수온 변화가 적고 염분 변화량이 크게 나타나 주로 염분에 의한 표층음파채널이 형성되었다. 음향 특성 분석 결과 동중국해 정점은 채널두께가 6.5 m, 임계각은 $1.5^{\circ}$, 표층과 수온약층에서 전달손실 차는 11.5 dB로 나타났고, 기니만 정점은 채널두께가 18 ~ 24 m, 임계각은 $4.0{\sim}5.4^{\circ}$, 전달손실 차이는 21.5 ~ 27.9 dB로 나타났다. 따라서 본 연구는 큰 강의 하구나 강수량이 많은 해역에서 저염분수로 인한 음파전달 변화를 이해하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Salinity affects sound speed in the low salinity environment, in the seas where freshwater from large rivers and flows into the marginal sea area near the Yangtze River and the Niger River. In this paper, SSC (Surface Sound Channel) formed by low salinity water was investigated in the East China Sea and the Gulf of Guinea of rainy season. The data from KODC (Korea Oceanographic Data Center) in the East China Sea and from ARGO (Array for Real-time Geostrophic Oceanography) in the Gulf of Guinea of the tropical area were used for analysis. SSC haline channel was formed 14 times among 32 SSC occurrences when the 90 data from 9 points were analyzed during a decade (2000 ~ 2009) in the East China Sea. In the Gulf of Guinea, haline channel was formed 18 times among 20 SSC occurrences during 3 years (2006 ~ 2009). When the sound speed gradient was analyzed from temperature-salinity gradient diagram, the gradients of both salinity and temperature affect SSC formation in the East China Sea. In contrast, the salinity gradient mostly affects SSC formation due to the least change of temperature in the well-developed mixed layer in the Gulf of Guinea. Their acoustic characteristics show that channel depth is 6.5 m, critical angle is $1.5^{\circ}$ and difference of transmission loss between surface and thermocline is 11.5 dB in the East China Sea, while channel depth is 18 ~ 24 m, critical angle is $4.0{\sim}5.4^{\circ}$ and difference of transmission loss is 21.5 ~ 27.9 dB in the Gulf of Guinea. These results are expected to be used as a basic understanding of the acoustic transmission changes due to low salinity water at the estuaries and the ocean with heavy precipitation.

여름철 제주 남부해역에서 내부 조석에 의한 음파 전달손실의 시간적 변화 모의실험

김주호,김한수,팽동국,방익찬,Kim, Juho,Kim, Hansoo,Paeng, Dong-Guk,Pang, Ig-Chan 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.1

여름철 제주 남부해역에서 내부조석에 의한 음향특성 변화를 실측 자료와 모의실험을 통해 연구하였다. 이를위해 서귀포 인근 해역의 수심 80 m 내외인 두 정점에서 2009년 7월 27일과 28일에 걸쳐 25시간동안 한 시간 간격으로 수심별 수온을 측정하였다. 그 결과 조석에 의해 해수 상층부의 등수온선이 약 10 m이상 반일주기로 변하는 현상이 관측되었다. 이로 인한 음파전달손실의 시간적 변화를 확인하기 위해 음원을 수심 10 m에 두고 거리 3.8 km 떨어진 두 관측 정점 사이에서 음파전달을 모의하였다. 중심주파수 100 Hz인 1/3 옥타브 밴드의 경우 특정 수심 및 거리에서 반일주기가 지배적 이었으나 1 kHz의 경우는 반일주기 성분이 거의 나타나지 않고 복잡한 변화를 보였다. 음원에서 거리 2.8 km떨어진 지점에서 시간에 따른 전달손실 변화의 표준편차는 중심주파수 100 Hz의 경우 수심에 따라 최대 4.2 dB 였으며, 1 kHz의 경우 최대 3.7 dB인 것으로 나타났다. 탐지성능 60 dB를 고려한 탐지거리를 분석한 결과 두 중심주파수 경우 모두 반일주기 변화가 나타났으며 최대 1.0 km 미만의 변화를 나타냈다. 이러한 결과는 차후 제주 남부해역의 음향 특성 실험 및 연구 수행 시 전달손실의 시변동성에 대해 고려할 필요가 있음을 시사한다. In this paper, temporal variations of acoustic transmission loss (TL) affected by internal tide are studied by computer simulation using oceanic data measured in the southern sea of Jeju Island in summer. Temperature was measured with depth (bottom depth are nearly 80 m) in two sites near Seogwipo coast every one hour for 25 hours during July 27 and 28, 2009. The periodic fluctuation of temperature due to the internal tide was observed and its vertical displacement was more than 10 m. In order to investigate temporal variation of TL by internal tide, acoustic propagation between two measurement sites (3.8 km distance) was simulated with a source depth of 10 m. TL variation for 1/3 octave band of 100 Hz center frequency highly coincided with tidal period but more complex variation with indistinct tidal period was observed for 1 kHz. Maximun standard deviation of TL variation was 4.2 dB for 100 Hz at 2.8 km distance from a source and it was 3.7 dB for 1 kHz. The tidal variation was also shown in detection range and its maximum variance was less than 1 km. These results imply that temporal variation of TL should be considered for acoustic researches at the southern sea of Jeju Island.