초록 ▼

비선형음파의 물리적인 성질을 이론적으로 고찰하고, 이에 대한 이론적 해석기법 및 계산수단을 구축하기 위한 자료의 조사와 그 분석을 통하여 음파의 비선형 상호작용의 해석과 그 응용연구를 위한 수단이 되게 한다. 또 실험을 통한 비선형성의 정량적인 해석을 위하여 새로운 측정수단을 제안하고 이들의 응용연구로써 음향매질의 비선형 파라메타 B/A 측정법의 제안 및 파라메트릭 송수파 방식을 이용한 초 지향성 음향변환기의 개선을 위한 연구를 수행한다.
비선형 음파의 물리적인 성질을 이론적으로 고찰하고 이에 대한 이론적 해석 기법을 구축하여

비선형음파의 물리적인 성질을 이론적으로 고찰하고, 이에 대한 이론적 해석기법 및 계산수단을 구축하기 위한 자료의 조사와 그 분석을 통하여 음파의 비선형 상호작용의 해석과 그 응용연구를 위한 수단이 되게 한다. 또 실험을 통한 비선형성의 정량적인 해석을 위하여 새로운 측정수단을 제안하고 이들의 응용연구로써 음향매질의 비선형 파라메타 B/A 측정법의 제안 및 파라메트릭 송수파 방식을 이용한 초 지향성 음향변환기의 개선을 위한 연구를 수행한다.
비선형 음파의 물리적인 성질을 이론적으로 고찰하고 이에 대한 이론적 해석 기법을 구축하여 본 연구의 이론적 기초를 확립하는 단계로써, 비선형 파라메터 B/A 및 두 음파의 비선형 상호작용에 대한 연구문헌과 기술정보자료를 수집하여 분석한다. 비선형 파라메터의 측정법 및 파라메트릭 송수파 방식의 연구에 이론적 수단을 제공한다. 기존의 연구보고자료 등을 분석하여 음파의 비선형 파라메터 및 파라메트릭 송수파 방식에 대한 이론적 계산수단을 확립한다. 이는 주로 전산기를 사용한 계산의 수행에 있어서 효율적인 알고리즘의 구현으로 나타낼 수 있다.음향매질의 비선형 파라메터인 B/A의 효율적인 측정방법을 실험적으로 검토한다. 비선형 파라메터의 측정을 위하여는 음파의 비선형 왜곡에 의한 제 2 고조파 성분의 검출이 필요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 제 2 고조파 성분 검출 전용 초음파
트랜스듀서를 개발한다. 파라메트릭 송수파 방식에 대한 기초적인 실험을 수행하여 그 동작원리 및 설계방침 등을 연구하고 실제적인 응용연구인 기중 초지향성파라메트릭음원의 개발을 위하여 음원의 표면음압 분포를 고려한 해석 방법 및 그 알고리즘을 구축한다. 생체매질에 대한 비선형 파라메타의 정보를 비침습적으로 측정하는 방법을 제안하여 의용진단 등의 분야에 응용학 수 있는 기초기술을 제공한다. 두 음파의 비선형 상호작용의 이론적 연구결과와 기초실험결과 등을 토대로 파라메트릭 송수파기의 개발을 수행하고 이를 응용한 기중 지향성 스피커의 개발 및 그 설계방법을 확립한다.
- 차분법 등을 이용한 이차음압 계산 알고리즘을 도출.
- 비선형 파라메타 B/A 측정 전용 초음파 트랜스듀서를 제안.
- B/A 측정 전용 초음파 트랜스듀서의 제작 및 구동 특성해석.
- 액체 매질에 대한 비선형 파라메타 B/A의 측정.
- 생체 매질에 대한 비선형 파라메타 B/A의 비교법에 의한 측정.
- 복합생체 매질에 대한 비선형성의 분포 측정.
(비선형성에 의한 생체 내부의 비침습적 진단 가능)
- 가상음원에 의한 2차파의 음압분포의 계산수단확립.
- 음원의 진동속도 분포에 의한 2차파의 방사특성 계산.
- 파라메트릭 어레이의 제작 및 구동 특성 해석.
- 파라메트릭 방식을 이용한 기중 지향성 음원의 개발.
- 굴곡 모드 진동자를 이용한 공기 중에서의 파라메트릭 어레이의 방사 특성 개선.

Abstract ▼

In this study theoretical analyzing method about acoustic nonlinear phenomena is established and parametric array and effective nonlinear parameter measurement method as application research are studied. The optimum nonlinear parameter is certified by theoretical solution and its validity is confirm

In this study theoretical analyzing method about acoustic nonlinear phenomena is established and parametric array and effective nonlinear parameter measurement method as application research are studied. The optimum nonlinear parameter is certified by theoretical solution and its validity is confirmed by experiment.
To be applied a parametric method to a sound transmitter, the directional sound source is made by arrayed devices to generate ultrasonic in air and with low resonance frequency relatively. Behaviors of primary wave radiating from the parametric transmitter and secondary wave generating in a propagating process are investigated. From the result
of experiment, a possibility for development and directivity characteristics improvement of parametric transmitter in air is investigated. As a basic research for radiation
characteristics improvement of parametric source in air, an array method is investigated.
A simulation model considering the vibration velocity distribution of a flexural type vibrator is also derived for analyzing the radiation characteristics. Giving some angles
between vibrating surface of the vibrators and arrayed surface, the radiation characteristics of the primary and secondary wave were improved when a flexural type vibrator is used to a parametric array in air.
We propose and design a new type of transducer that can effectively measure both the fundamental and the second harmonic waves simultaneously, and investigate its performance on acoustic nonlinearity measurement by simulation and experiment. To demonstrate the efficiency of the designed double ultrasonic transducer, nonlinearity
parameters B/A for ethanol are measured and compared with a reference value, and the B/A value for soybean oil are obtained by the transducer. The nonlinearity distribution
of a layered biological media is also measured by the transducer in two biological media layered with pig muscle and fat. For in vivo measurement, nonlinearity parameter B/A
are also measured using scattered wave in biological phantoms.
The theoretical analysis method of the nonlinear sound wave established by this research offers a theoretical technique in the sound measurement field of the future.
Especially, the research result of the nonlinear interaction gives an analytical method of the nonlinear parameter to the acoustic medium the part physical.
The research of the measuring method of the nonlinear parameter of the acoustic
medium is expected to contribute to In-vivo diagnosis of the biological medium in which the second harmonic element is used.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...9
• 3. 결과 및 고찰 ...33
• 4. 결론 ...70
• 5. 인용문헌 ...72