소형화된 헬름홀츠 공진기를 이용한 수중 반향음 감소해석 모의실험

박성준,김제도,Park, SungJun,Kim, Jedo 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.1

In this study, we investigate the echo reduction performance of miniaturinzed Helmholtz resonators using smaller than wavelength acoustic metamaterial structures. The Helmholtz resonators are formed using air structures which exhibit large impedance mismatch with the surrounding underwater environment. Using the multi-physics software package, we find that significant reduction in the sonar signature is expected and frequency tailoring is possible by controlling the degree of space coiling and inner volume of the resonators. We find that for the basic Helmholtz resonators, up to 7 dB reduction in echo is expected at 10,000 Hz while when the miniaturized Helmoholtz resonators are used, up to 14 dB reduction in echo is expected at 5,000 Hz. In addition, frequency tailoring is demonstrated by varying the internal volume of the Helmholtz resonators and broadband characteristic is shown using superposition of various degree of space coiled structures. Through this study we investigate the effectiveness of the miniaturized Helmholtz resonators formed using air structures and the echo reduction results show promisses in the application of achieving underwater stealth. 본 연구에서는 파장보다 작은 구조물로 이루어진 음향메타물질을 이용하여 소형화된 헬름홀츠 공진기의 반향음 감소 성능예측 연구를 진행하였다. 본 논문에서 제안된 헬름홀츠 공진기는 수중 환경과 임피던스 차이가 큰 공기구조물로 형성하였다. 다중물리 유한요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 수중 음향학적 분석을 진행한 결과 수중 반향음의 감소가 예상되었고 헬름홀츠 공진기 입구의 공간 압축(space coiling) 정도와 내부 체적의 폭에 따라 주파수 특성을 제어할 수 있었다. 기본적인 헬름홀츠 공진기는 약 10,000 Hz 이상에서 최대 7 dB의 반향음 감소 효과를 보였으나 공간 압축 메타물질을 이용한 초소형 헬름홀츠 공진기는 약 5,000 Hz 이상에서 최대 14 dB의 반향음 감소가 나타났다. 추가적으로 헬름홀츠 공진기의 내부 체적을 제어하여 주파수 특성이 변화하는 것을 확인하고 공간압축 비율이 서로 다른 공진기를 조합함으로써 광대역 반향음 감소 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 수중 환경에서 공기구조물을 이용한 소형화된 헬름홀츠 공진기의 성능을 연구하였으며 반향음 감소 효과는 효과적인 스텔스 기술을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

대학 구내식당 식품위생환경의 세균오염도 조사연구

박성준,윤현선,이수진,양민지,권보미,이정훈,고광표,Park, SungJun,Yun, Hyun Sun,Lee, Sujin,Yang, Minji,Kwon, Bomi,Lee, Cheonghoon,Ko, GwangPyo 한국환경보건학회 2014 한국환경보건학회지 Vol.40 No.2

Objectives: The aim of this study was to evaluate the occurrence of microbiological contamination of kitchen utensils and environments of food service operations at university located in Seoul, Korea. Methods: We collected swab samples from the surfaces of knives, chopping boards, floors, and drains, as well as drinking water and airborne bacteria samples from 20 food service operations. Three bacterial indicators and five food poisoning bacteria were measured quantitatively and qualitatively, respectively. We used selective culture media and the PCR assay targeting 16S rRNA gene for the microbiological analysis. Results: We detected bacterial indicators on knives or chopping boards in eight different food service operations and, three food service operations (I, M, and O) showed more than 3 log colony forming units $(CFU)/100cm^2$ on their knives, significantly higher than the others. The levels of bacterial indicators on the floors and drains in the cooking areas were much higher than those on the cooking utensils. S. aureus was detected on 10 floors and 8 drains. Culturable bacteria were identified in 5 drinking water samples, and food service operation B ($431.1CFU/m^3$) and C ($551.2CFU/m^3$) showed more than $400CFU/m^3$ of total airborne bacteria. Conclusions: These results suggest that some of food service operations in this study may require additional investigation to secure the microbial safety of cooking environments. In addition, further actions including hygiene education for employees and proper guidelines to maintain clean cooking environments should be prepared.

음향메타물질 단위격자 축소를 통한 소리 차단

박성준,송경준,김제도,Park, SungJun,Song, Kyungjun,Kim, Jedo 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.5

본 연구는 지그재그 형상의 음향메타물질 구조체를 1:1, 1:2와 1:4의 축척으로 구성하여 순차배치시킴으로써 나타나는 광대역 음파차단 현상을 유한요소법을 이용하여 분석하였다. 그 결과 단위격자를 축소시킨 구조체의 투과 음압레벨(Sound Pressure Level, SPL)은 각 구조체의 독립적인 투과 특성을 중첩한 것과 같은 효과를 얻었으며 이로인해 음파차단 대역폭과 크기가 현저히 증가하는 것을 볼 수 있다. 또한 유효물질 이론을 이용하여 음향메타물질이 매질의 임피던스와 굴절률을 높이는 것을 확인 하였다. 본 연구를 통해 다양한 메타물질을 이용하고 이를 단위격자를 축소시킴으로써 효과적인 광대역 소리차단을 실현 할 수 있을 것으로 기대된다. In this study, we use 1:1, 1:2, and 1:4 scale zig-zag shape acoustic metamaterial structure to achieve broad and effective sound blocking at the subwavelength scale. The SPL(Sound Pressure Level) results show that the SPL loss of the scaled metamaterial slab in series is a superposition of individual SPL losses. Also, we show that the metamaterial tailors the material properties to achieve high impedance and high refractive index using effective medium theory. Our results show that broad and effective sound blocking is possible at the subwavelength scale just by scaling acoustic metamaterial.

황색산화철을 포함하는 혼합형 추진제의 특성에 관한 연구

박성준(Sungjun Park),최성한(Sunghan Choi),원종웅(Jongung Won),박정호(Jungho Park),박의용(Euiyong Park) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5

황색 산화철과 적색 산화철을 적용한 추진제의 초기점도는 특이한 차이점이 없다. 또한 황색 산화철을 첨가한 물질의 열분해 속도가 적색 산화철을 첨가한 것 보다 빠르게 진행되며, 특히 고온 고압에서의 압력지수가 18% 낮은 것을 확인하였다. 황색 산화철을 적용한 추진제의 산화제 비율 변화에 따른 점도를 비교하면 큰 입자/작은 입자 비율 71%일 때 초기점도가 가장 낮았다. There is no unusual difference in the initial viscosity of the propellant applied with yellow iron oxide and red iron oxide. In addition, the thermal decomposition rate of the material added with yellow iron oxide is faster than that of the addition of red iron oxide. Especially, it was confirmed that the pressure exponent was 18% lower at high temperature and high pressure. The initial viscosity was lowest at 71% of large particle/small particle ratio.

HTPB계 추진제/라이너/내열재의 접착력 향상에 관한 연구

박성준(Sungjun Park),송종권(Jongkwon Song),박의용(Euiyong Park),노태호(Taeho Rho),최성한(Sunghan Choi) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.12

추진제, 라이너 그리고 내열재간의 접착력을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 내열재에 아무런 처리하지 않은(Bare) 상태보다는 피막처리제를 적용한 것이 접착력 향상에 유리하였다. 라이너 도포 두께가 증가할수록 내열재와 추진제간의 접착력이 향상되는 것을 확인하였으며, 라이너 경화는 24시 간 경화 시간이 필요하며, 그 이상의 과경화는 접착력에 불리한 영향을 끼친다. 또한 결합제를 적용할 때가 적용하지 않을 때보다 접착력에 유리하다는 것을 알 수 있었으며, 결합제 함량이 증가할 수록 접착력도 상승하였다. 결합제 종류에 따른 접착력 변화는 HX-868이 HX-752보다 접착력이 소폭 향상되었다. The study was carried out to improve the adhesion of propellant, liner and insulation. Insulation was more advantageous in improving the adhesion by applying the barrier coat than bare state. It was confirmed that the adhesion strength between the insulation and the propellant improves as the thickness of the liner coating increases. The liner was cured for 24 hours. If it is cured for a long time, it will adversely affect adhesion. It is also advantageous in adhesion when applying a bonding agent rather than when not applied. As the bonding agent content increased, the adhesion increased. There is a change in adhesive strength depending on the type of bonding agent. HX-868 has slightly improved adhesion than HX-752.

황색산화철을 포함하는 혼합형 고체추진제의 특성에 관한 연구 (2)

박성준(Sungjun Park),김경민(Kyungmin Kim),박정호(Jungho Park),노태호(Taeho Rho),최성한(Sunghan Choi) 한국추진공학회 2019 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.11

황색 산화철을 적용한 추진제의 기계적 특성은 적색산화철을 적용한 추진제와 비교하여 강성이 다소 증가하였다. 또한 황색산화철을 적용한 추진제는 두 종류의 AP를 사용하였으며 총량을 유지하고 작은 입자의 AP 비율 증가 시 연소속도가 증가하였다. 황색산화철을 첨가한 추진제는 압력지수 값이 0.5인 17.5mm/sec 이하의 운용조건에서 추진기관에 적용 가능하다. 혼합 믹서 Scale-up 시 연소속도 감소, 최대인장강도은 감소, 최대인장강도에서의 연신율은 증가하였다. 황색산화철은 내열재/라이너/추진제 사이의 접착력에는 큰 영향을 끼치지 않는다. The mechanical properties of the propellant with yellow iron oxide were slightly increased compared to the propellant with red iron oxide. The propellant with yellow iron oxide used two types of AP, and the burning rate increased as the total amount was maintained and the ratio of AP to small particles increased. The propellant may be applied to the propellant under operating conditions of 17.5mm/sec or less having a pressure index of 0.5. The burning rate downs in the mixer scale-up. And the stress at maximum load of propellant decreased and the strain at maximum load increased. The yellow iron oxide did not affect the adhesive force between the insulation/liner/propellant.

모바일 플랫폼 기반 무인도 탈출 가상현실 콘텐츠 제작 공정

박성준(Sungjun Park),박원준(Wonjun Park),허하영(Hayoung Heo),이지원(Jiwon Lee),김진모(Jinmo Kim) 한국컴퓨터그래픽스학회 2017 한국컴퓨터그래픽스학회 학술대회 Vol.2017 No.7

Unconventional Surface Patterning and Actuation using Soft Materials

Sungjune Park(박성준) 한국고분자학회 2019 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.44 No.1

블록 공중합체의 동역학적 흐름 제어를 통한 다형성 나노 구조물의 제작

박성준(Sungjune Park) 한국고분자학회 2019 고분자 과학과 기술 Vol.30 No.4

황색산화철 자연노화에 따른 고체 추진제 특성 연구

박성준(Sungjun Park),최성한(Sunghan Choi),전수아(Sua Jeon),김가희(Kahee Kim),김경민(Kyungmin Kim),김운재(Woonjae Kim),박정호(Jungho Park) 한국추진공학회 2020 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11

혼합형 고체 추진제에 황색산화철은 연소촉매로 사용되며 고온, 고압에서 압력지수 값이 낮은 특성이 있다. 황색산화철은 수화물 형태이며 열과 압력 등에 의해 Fe₂O₃와 H₂O로 분해된다. 이렇게 분해 되면서 발생 한 수분에 의해 추진기관의 수명에 악영향을 끼칠 수 있다. 본 연구에서는 황색산화철의 자연 노화에 따른 결정상 변화, 휘발성 및 열분해 특성 그리고 밀도를 확인하였다. 또한 자연 노화된 황색산화철을 고체추진제에 적용하여 추진제의 초기점도, 연소속도와 인장강도 결과를 통해 연소촉매로써의 성능을 나타낼 수 있는지 확인하였다. Yellow iron oxide is a hydrate and decomposes into Fe₂O₃ and H₂O under heat and pressure. Moisture generated during decomposition can adversely affect the life of the propulsion rocket. In this study, the crystal phase change, volatility and pyrolysis characteristics, and the density of yellow iron oxide were confirmed according to natural aging. In addition, naturally aged yellow iron oxide was applied to the solid propellant, and the initial viscosity, combustion rate, and tensile strength results of the propellant were checked to see if it can exhibit the performance as a burning rate catalyst.