온도장 측정 정밀도 향상을 위한 시간 지연 벡터의 재형성

Abstract

역문제에 기반한 음향 온도 측정법에서는 단면의 음속 분포 계산이 필수적이며, 이를 위하여 단면 외곽에위치한 센서들 간의 지연시간을 계측하고, 이를 입력으로 하는 전달행렬과 계수 벡터를 이용한 역문제를 이용하여 음속 분포를 예측한다. 그러나, 센서 개수의 부족으로 인하여 충분한 수의 음향 경로가 확보되지 못하면, 지연시간 벡터의개수가 한정될 수 있다. 지연시간 벡터의 개수는 공간 해상도와 관련 있으며, 부족한 지연시간 벡터의 개수는 공간 해상도의 저하를 초래하여 정확한 온도 재구성 결과를 얻지 못할 수 있다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위하여, 실제측정된 지연시간으로부터 온도장을 재구성 한 뒤, 임의의 경로에 해당하는 지연시간을 재구성 된 온도장으로부터 재형성하여 지연시간 벡터의 개수를 증가시켰다. 측정된 지연시간 벡터와 재형성 된 지연시간 벡터를 함께 사용할 경우,음향 경로의 개수가 증가하므로 공간 분해능의 향상을 기대할 수 있다. 임의의 온도 분포를 가지는 2차원 단면을 수치예제로서 채택하였고, 측정된 지연시간만을 이용한 결과와 재형성 된 지연시간을 함께 사용한 재구성 결과를 비교하였다. 그 결과, 재형성 된 지연시간과 측정된 지연시간을 함께 사용한 경우의 온도 재구성 오차가 측정된 지연시간만을사용한 온도 재구성 오차보다 최대 15 % 감소하였다.