수중 음향의 발전과 응용

윤석왕,Yun, Seok-Wang 한국전기전자재료학회 1999 전기전자재료 Vol.12 No.1

성균관대학교 물리학과 방음실의 음향특성

尹錫旺,朴興秀,朴光俊,李聖壽,金成春 성균관대학교 기초과학연구소 1986 論文集 Vol.37 No.1

The acoustical properties of the chamber at the Department of Physics, Sung Kyun Kwan University are investigated. By using the least square method based on pressure inverse law each reference sound pressure level is determined. The free field data are collected at both outdoor and indoor measurements. The deviations from the free field condition show that a reference sound pressure level plays a critical role in evaluating the performance of anechoic chamber. The cutoff frequency of the anechoic chamber is found to be in the range of 150Hz-170Hz.

수중 원통형 다공성 모래퇴적물의 음향특성

윤석왕,이용주,노희설 한국음향학회 2002 韓國音響學會誌 Vol.21 No.2

수중퇴적물의 투과음향특성을 실험실 조건에서 고찰하였다. 물로 포화된 입자지름 0.5 mm이하의 모래퇴적물을 (재질의 두께가 1 mm이고 부피가100mm×100m×42m인 아크릴상자 안에) 형성시켜 수중모래퇴적물 시료를 제작하였다. 수중 모래퇴적물 시료의 다공율을 조절할 수 있도록 퇴적물 내부에 내경 3 mm, 길이 42 mm인 원통형 관들을 이용하여 물로 채워진 관을 위치시켜서, 원통다공율이 각각 0 %, 5%, 11%, 18%, 26%인 다섯 개의 수중 모래퇴적물 시료를 만들었다. 수중 모래퇴적물 시료의 음향특성을 다공율과 0.3 MHz에서 4 MHz의 구간에서 주파수의 함수로 분석하였다. 수중 모래퇴적물 시료를 투과한 음향신호는 시료 전체로부터 나온 첫번째파 (first-kind wave)와 관을 통하여 나온 두번째파 (second-kind wave)를 구분하여 관측하였다. 중심주파수 1 MHz에서는 첫번째파가 지배적이었으나 중심주파수 2.25 MHz에서는 두번째파가 지배적이었다. 첫번째파의 경우, 다공율이 증가되면 음압투과계수는 작아지고 음속은 물의 음속에 가깝게 낮아지며, 주파수가 증가되면 투과계수는 점차 작아지나 음속의 변화는 없었다. 두번째파의 경우, 다공율이 커지면 투과계수가 커지고 음속은 변화가 없었으며, 주파수가 증가되어도 투과계수와 음속의 변화는 없었다. Acoustic characteristics of water sediment were experimentally studied in laboratory. Water saturated sand sediment less than the grain size of 0.5 mm diameter is uniformly distributed in an acryl box (100 mm×100mm×42mm) with material thickness 1 mm. Pores in the acryl box are modeled as the structure of cylindrical pore tubes (diameter 3 mm and length 42 mm) filled with water. Cylindrical pore tubes have porosities 0%, 5%, 11%, 18% and 26 % controlled by the tube numbers. Transmitted acoustic waves through sand sediment specimen are analyzed as the functions of porosity and frequency from 0.3 MHz to 4 MHz. Transmitted acoustic waves are mixed with the first-kind wave from whole specimen and the second-kind wane from cylindrical pore tubes. For the center frequency 1 MHz, the first kind wave is dominant but for the center frequency 2.25 MHz, the second kind wave is dominant. In the case of the first-kind wave, as the porosity increases, the transmission coefficient decreases and the sound speed decreases to the sound speed of water. As the frequency increases, the transmission coefficient decreases but the sound speed is almost constant. In the case of the second-kind wave, as the porosity increases, the transmission coefficient increases but the sound speed is almost constant. The transmission coefficient and the sound speed are almost constant as a function of frequency.

해양에서의 수중 소음원으로서 기포들의 음향학적 역할

윤석왕 한국음향학회 1993 韓國音響學會誌 Vol.12 No.5

해양에서의 수중소음원으로서 기포군의 집단운동

윤석왕,박광준,Yoon, S.W.,Park, K.J.,Crum, L.A. 한국음향학회 1991 韓國音響學會誌 Vol.10 No.1

해양에서의 비, 바람, 파도 등 표층교란에 의해 수중에 형성되는 기포층은 수 미터 깊이까지 이르며, 이 기포층은 수중 소음을 발생시킬 수 있는 물리적 역학 매체로서 역할이 가능하다. 실험실에서 수중에 기포군을 형성하여 이에 의한 발생소음을 추적하므로 개개 기포들의 기포군 집단운동에서의 역할을 밝혔으며, 이론적 예측과 실측 기포집단의 모드 진동수가 매우 잘 일치함을 보였다. 이상의 분석결과, 수중 기포군의 집단운동이 수 백 hertz 영역의 수중 소음의 주된 소음원이 될 수 있음을 입증하였다. it is well observed in the ocean that the surface disturbances due to rain, wind and breaking waves generate bubble clouds several meters deep from the water surfaces. Thses kinds of bubble clouds can work as a physical mechanism to produce underwater ambient noise. In the laboratory experiment observing the noise generated from a bubble cloud we showed a role of individual bubbles in collective oscillations of a bubble cloud. The experimental data agree very well with the theoretical predictions. These results confirm that the collective oscillations of a bubble cloud is one of the more likely mechanisms for an ocean ambient noise source around several hundred hertz.

제2차 NATO Natural Physical Sources of Underwater Sound 학술회의 참석기

윤석왕 한국음향학회 1991 韓國音響學會誌 Vol.10 No.1

무반향 수조의 설계, 제작 및 음향특성

윤석왕,박광준,이병수 성균관대학교 기초과학연구소 1987 論文集 Vol.38 No.2

무반향수조 제작을 위한 내벽흡음물질 선정을 위해 4종류의 평판시료를 제작하고 각 시료의 물리음향학적 특성을 고찰하였다. 부틸고무에 톱밥등의 물질을 첨가한 시료가 가장 좋은 흡음특성을 보였으며, 흡음효과 증진을 위한 쐐기형태의 내벽흡음 물질은 ray tracing 방법을 이용하여 흡음쐐기의 꼭지각이 22°인 경우 가장 좋은 흡음효과를 가짐을 추정할 수 있었다. 제작된 무반향수조의 음향 특성을 조사하기 위해 수조 내벽면에 대한 정면입사의 반사손실 측정과 자유음장 성취도의 음압역비례법칙 확인실험을 행하였으며 측정결과 성균관대학교 무반향수조의 연속음파 사용 최저 임계진동수는 15 kHz 임을 알 수 있었다. Physical and acoustical properties of four-sample absorbing lining materials were studied for the construction of an anechoic water tank. For wedge-shaped lining material to improve anechoic effect, the optimum wedge apex angle was determined as 22°by using ray tracing method. The butyl rubber loaded with sawdust showed the best anechoic property among the samples. The acoustic performance of the anechoic water tank lined with the sawdust/butyl rubber wedge was investigated by measuring the reflection loss of normal incidence and checking the pressure inverse law of free field. These performance tests showed that the anechoic water tank at Sung Kyun Kwan University had the cutoff frequency of 15kHz for continuous acoustic wave.

Impendance Tube를 이용한 흡음재의 흡음율 측정

김명수,윤석왕,박흥수 한국음향학회 1986 韓國音響學會誌 Vol.5 No.2

흡음 계수는 흡음재의 흡음 특성을 제시해 주는 기본적 물리량이다. 본 연구에서는 일반적으로 흡음재로 사용되는 흡음재의 흡음 특성을 알기 위해 두께 18mm, 직경 105mm인 10종의 흡음재를 택하 여 흡음재의 흡음 계수를 구하였다. 이를 위해 impedance tube를 제작하여 관내에 흡음재를 넣은 후 관 내에 만들어진 정상파의 최대 음압과 최소음압의 비, 정상파비를 이용하여 흡음 계수를 구했다. 그 결과 흡음재의 흡음 특성은 진동수, 흡음재으 lwowlf, 두께 및 다공성에 크게 의존해 스폰지, 유리 섬유 등의 흡음 효과가 좋게 나타났으며 특히 같은 두께의 동일 흡음재일지라도 흡음재 뒷면의 공기층을 적절리 조절함으로써 특정 진동수 근처에서의 흡음 효과를 증대시킬 수 있었다.

Ultrasonic Diagnosis of Osteoporosis

이강일,윤석왕,Lee, Kang-Il,Yoon, Suk-Wang The Acoustical Society of Korea 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.e2

Osteoporosis is a skeletal disease characterized by two factors: reduced bone mass and microstructure disruption of bone tissue. These symptoms increase bone fragility and can contribute to eventual fracture. In recent years, quantitative ultrasound (QUS) technologies have played a growing role in the diagnosis of osteoporosis. Most of the commercial bone sonometers measure speed of sound and/or broadband ultrasound attenuation at peripheral skeletal sites. However, QUS parameters are purely empirical measures that have not yet been firmly linked to physical parameters, such as bone strength or porosity, and the underlying physics for their variations in cancellous bone is not well understood yet. This paper reviews the QUS technologies for the diagnosis of osteoporosis and also addresses several theoretical models, such as the Biot model, the scattering model, the stratified model, and the modified Biot-Attenborough model, for ultrasonic wave propagation in bone.

수중 공기방울의 선형 배열에 의한 음향 방출

최복경,윤석왕,Choi, Bok-Kyeoung,Yoon, Suk-Wang 한국음향학회 1994 韓國音響學會誌 Vol.13 No.3

수중에서 공기방울들의 선형 배열에 의해 방출된 음향의 주파수 특성을 이론 및 실험적으로 살펴보았다. 공기방울들의 상호 작용을 고전적 조화진동자의 결합으로 다루었으며, 이론적으로 공기방울들의 선형 배열을 인접한 공기방울들간의 효과만을 고려한 유효 결합 조화진동자 모델로서 제안하였다. 공기방울 중심 사이의 거리가 공기방울 직경의 두 배가 넘는 약한 결합의 경우에 대해, 제안된 유효 결합 조화진동자 모델은 실험 결과들과 잘 일치함을 보여주었다. The frequency characteristics of sound radiated by a line array of bubbles in water was investigated theoretically and experimentally. In the theory we proposed an effective coupled harmonic oscillator model for a line array of bubbles treating the interaction of only adjacent bubbles as the coupling of classical harmonic oscillators. For weak coupling of bubbles that the distance between adjacent bubbles is larger than the diameter of a bubble, the pressented theoretical model shows very good agreement with the experimental results.