초록 ▼

해양에서 음파는 수중에서 급속히 흡수되어 버리는 전자기파와는 달리 적절한 조건하에서는 수백 또는 수천마일 까지 전파될 수 있다. 따라서 전자기파를 이용하는 레이더가 공기 중 에서 수행하고 있는 역할을 해양에서는 음파 및 소나가 담당하게 된다. 음파는 항해, 통신, 어군탐지, 수중음탐 및 해양학을 연구하는 도구로서 활용되며 특히 능동 및 수동소나는 해군작전에 있어서 잠수함의 탐지 및 추적에 이용되는 가장 중요한 수단이 되고 있다. 최근에는 음향을 이용하여 지구온난화를 규명하고자 하는 음향토모그래픽 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이와

해양에서 음파는 수중에서 급속히 흡수되어 버리는 전자기파와는 달리 적절한 조건하에서는 수백 또는 수천마일 까지 전파될 수 있다. 따라서 전자기파를 이용하는 레이더가 공기 중 에서 수행하고 있는 역할을 해양에서는 음파 및 소나가 담당하게 된다. 음파는 항해, 통신, 어군탐지, 수중음탐 및 해양학을 연구하는 도구로서 활용되며 특히 능동 및 수동소나는 해군작전에 있어서 잠수함의 탐지 및 추적에 이용되는 가장 중요한 수단이 되고 있다. 최근에는 음향을 이용하여 지구온난화를 규명하고자 하는 음향토모그래픽 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이와 같이 해양의 탐사 및 개발, 해양환경의 예측, 해양안보 등에 필수적인 음향의 활용을 위해서는 음향모델의 확보가 선행되어야 한다. 그러나 해양은 시.공간적 변동의 심한 매우 복잡한 환경이므로 주어진 상황에 따라 적용할 수 있는 여러 종류의 모델이 요구된다. 선진국에서는 모델연구가 상당한 수준에 도달하여 있으나 자국안보와의 관련성 때문에 모델반출을 통제하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 해양의 탐사 및 개발에 필요한 각종 기본 음향모델을 확보하고 각각의 모델이 갖고 있는 장.단점 및 그 적용범위를 파악하여 우리의 해양환경에 적용할 수 있는 음향모델을 구축함에 있다. 1차년도에는 각종 음파모델의 종류 및 특성을 파악하고 그중 FFP 모델을 개발하였다. 이모델은 Range-independent환경에서 경계조건을 고려한 파동방정식을 풀기위하여 GMM(Glob시 Matrix Methed)를 도입하였다. 이모델은 계산량이 방대하지만 가장 정확한 해를 주기 때문에 차후 개발 예정인 다른 모델의 검증용으로 활용될 수 있다.

목차 Contents

• 제1장 서론...18
• 제1절 연구의 필요성...18
• 제2절 연구의 목표 및 내용...19
• 제2장 파동방정식...22
• 제3장 음파 수치모델...24
• 제1절 음선추적(ray tracing)...26
• 제2절 Parabolic Equation (PE)...28
• 제3절 Wavenumber Integration (WI)...31
• 제4절 Normal Modes (NM)...33
• 제5절 Boundary Element Method...35
• 제6절 Finite Element Method (FEM)...36
• 제7절 Finite Difference Method (FDM)...37
• 제4장 FFP 모델 개발...40
• 제1절 해석방법...40
• 제2절 Global Matrix Method(GMM)...42
• 제3절 환경 모델...45
• 제4절 수학적 모델...47
• 제5절 계산예...51
• 제5장 결론...63
• 참고문헌...65