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논문 상세정보

이차원 푸리에 필터링을 이용한 수중음향 펄스 튜브에서의 평면파 반사계수 결정

Determination of Plane-wave Reflection Coefficient in Underwater Acoustic Pulse Tube Using Two-dimensional Fourier Filtering

초록

물로 채워진 음향 펄스 튜브 내에는 가진 조건들에 따라 복잡한 형태의 음향 신호들이 형성될 수 있다. 이는 펄스 튜브를 이용해 저주파수 대역에서 평면파 반사계수를 측정하는 것을 어렵게 한다. 본 연구에서는 COMSOL Multiphysics를 이용하여 튜브 벽이 가진되는 경우 펄스 튜브 내에 평면파 뿐 아니라 비평면파 모우드의 복잡한 음장이 발생됨을 보였다. 모우드 분리 방법인 이차원 푸리에 필터링으로 입사 또는 반사하는 평면파 모우드만을 각각 분리할 수 있었다. 이에 시간 게이팅을 적용하므로 음향 시편의 평면파 반사계수를 보다 정확하게 결정할 수 있게 하였다.

Abstract

Complex acoustic signals can be formed in a water-filled acoustic pulse tube under some exciting conditions. It makes difficult to measure plane-wave reflection coefficient with the pulse tube for low frequency bands. In this study, using COMSOL Multiphysics we show that the tube wall excitation generates complex acoustic field of nonplanar mode as well as planar one. From such field incident or reflected planar mode can be decomposed respectively with a modal decomposition method, two-dimensional Fourier filtering. It makes possible to more accurately determine the plane-wave reflection coefficient of acoustic specimen with time gating.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수중음향 펄스 튜브
수중음향 펄스 튜브란?
수중음향 소재의 저주파수 음향 특성을 검사하는 데에 사용되는 장치

수중음향 펄스 튜브는 수중음향 소재의 저주파수 음향 특성을 검사하는 데에 사용되는 장치로서 평면 파가 시편으로 입사되는 이상적인 실험 조건을 구현할 수 있다. [1,2] 송신기의 진동이 튜브 벽으로 전달될 경우, 펄스 튜브 내에는 평면파 모우드 음향 신호 외에도 비평면파 모우드 음향 신호가 함께 발생한다.

펄스 튜브 제작 및 활용
펄스 튜브 제작 및 활용에 방해되는 것은 무엇인가?
송신기의 진동이 튜브 벽으로 전달될 경우, 펄스 튜브 내에는 평면파 모우드 음향 신호 외에도 비평면파 모우드 음향 신호가 함께 발생

수중음향 펄스 튜브는 수중음향 소재의 저주파수 음향 특성을 검사하는 데에 사용되는 장치로서 평면 파가 시편으로 입사되는 이상적인 실험 조건을 구현할 수 있다. [1,2] 송신기의 진동이 튜브 벽으로 전달될 경우, 펄스 튜브 내에는 평면파 모우드 음향 신호 외에도 비평면파 모우드 음향 신호가 함께 발생한다. 이는 펄스 튜브 제작 및 활용에 어려움이 되어 왔다.

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참고문헌 (7)

  1. 1. T. R. Howarth, V. K. Varadan, X. Bao, and V. V. Varadan, "Piezocomposite coating for active underwater sound reduction," J. Acoust. Soc. Am. 91, 823-831 (1992). 
  2. 2. B. Philip, J. K. Abraham, V. K. Varadan, V. Natarajan, and V. G. Jayakumari, "Passive underwater acoustic damping materials with Rho-C rubber-carbon fiber and molecular sieves," Smart Mater. Struct. 13, N99-N104 (2004). 
  3. 3. P. S. Wilson, R. A. Roy, and W. M. Carey, "An improved water-filled impedance tube," J. Acoust. Soc. Am. 113, 3245-3252 (2003). 
  4. 4. J. C. Wilbur, An impedance tube for the in-situ classification of bubbly liquids, (Master Thesis, Boston University, 2004). 
  5. 5. L. Martinez, N. Wilkie-Chancellier, B. Sarens, and C. Glorieux, "2D Finite Impulse Response filters for surface wave identification," IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings, 1598-1601 (2009). 
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  7. 7. L. D. Lafleur and F. D. Shields, "Low-frequency propagation modes in a liquid-filled elastic tube waveguide," J. Acoust. Soc. Am. 97, 1435-1445 (1995). 

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