기포함유 퇴적층에서 차주파수 음파를 이용한 공기 함유량 추정방법

Abstract

본 발명에서는 실험실 조건 및 실제 해양의 퇴적층에 적용 가능한 차주파수 성분의 비선형 음향산란에 관 한 이론 적인 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 사용하여 실험실 조건에서 기포 함유 퇴적층의 비선형 음향변수 를 추정하 였으며 이로부터 퇴적층 내부에 함유된 공기의 함유량을 추정하였다. 추정된 공기 함유량은 퇴적층 내에 서 발생 된 음속변화를 이용하여 추정된 공기의 함유량과 비교하여 추정된 값들이 서로 유사함을 확인할 수 있었 다. 또 한, 퇴적층 내에 공기의 함유량이 미소한 경우 음속변화로는 공기의 함유량을 추정할 수 없음을 확인할 수 있었 다. 이것은 퇴적층의 공기함유량을 정량적으로 추정하는데 있어서 비선형 음향 탐사법이 더욱 유용하게 사 용될 수 있음을 의미한다. 비선형 음향탐사법의 이와 같은 장점을 활용하여 실제 천해의 해양에서 미소량의 기 포를 함 유하는 해저 모래 퇴적층에 대한 비선형 음향변수를 추정하였으며 이로부터 퇴적층 내부에 함유된 공기의 함유량 을 추정하였다. 추정된 비선형 음향변수는 576 이었다. 이 값은 일반적으로 기포가 함유되지 않은 모래 퇴 적층 의 비선형 음향변수 81과 비교해서 매우 큰 값을 나타내었다. 이것은 퇴적층 내에 기포가 함유되어 있음 을 나타내 며, 추정된 해저 퇴적층의 공기 함유량은 0.00000184 이었다.