수중 환경 소음 모델이 적용된 의사 스펙트럼 시간영역 법합성환경 수중음향채널 모델링 및 시뮬레이션

The Modeling and Simulation for Pseudospectral Time-Domain Method Synthetic Environment Underwater Acoustics Channel applied to Underwater Environment Noise Model

수중환경에서 운영되는 무기체계 획득을 위한 설계/개발을 진행하기 위해 수중음향채널 모델링 및 시뮬레이션을 통한 분석은 필수적이다. 일반적으로 수중음향채널 분석을 위해 사용되는 수중음향 전파 수치해석 모델은 음선이론 법, 정규방식 법, 포물선방정식 법, 파수적분 법이 있으나 다중 주파수 분석일 경우 유효성과 신호처리 및 분석에 제한적이다. 본 논문은 단일 및 다중 주파수 분석 및 신호처리 및 분석이 용이한 기존 의사 스펙트럼 시간영역 법 수중음향 수치해석 모델에 수중환경 소음 모델을 적용하여 실제 수중환경과 유사한 합성환경 수중음향채널을 모델링 하였다. 이렇게 구현된 합성환경 수중음향채널 모델의 유효성을 확인하기 위해 단일 주파수 신호 시나리오 4가지 다중 주파수 신호 시나리오 4가지 및 잠수함 기동에 따른 방사소음 분석 시나리오 시뮬레이션을 통해 의사 스펙트럼 시간영역 법 합성환경 수중음향채널 모델 유효성을 확인하였다.

It is necessary to analyze underwater acoustics channel(UAC) modeling and simulation for underwater weapon system development and acquisition. In order to analyze UAC, there are underwater acoustics propagation numerical analysis models(Ray theory, Parabolic equation, Normal-mode, Wavenumber integration). However, If these models are used for multiple frequency signal analysis, they are inaccurate to calculate result of analysis effectiveness and restricted for signal processing and analysis. In this paper, to overcome this problem, we propose simple/multiple frequency signal analysis model of the Pseudospectral Time-Domain Method synthetic environment UAC applied to underwater environment noise model as like as realistic underwater environment. In order to confirm the validation of the model, we performed the 9 scenarios simulation(4 scenarios of single frequency signal, 4 scenarios of multiple frequency signal, 1 scenario of single/multiple frequency signal like submarine radiated noise) for validation and confirmed the validation of this model through the simulation model.