수중 추진기 소음 신호의 주기 정상성 분석

Abstract

수중 운동체의 프로펠러 추진 시스템에서 발생하는 소음은 프로펠러 축과 날개의 주기적인 회전 운동으로 인해, 주기 정상적인 (Cyclostationary) 특성을 가진다. 이러한 주기 정상성은 프로펠러 축과 날개의 회전 특성에 관한 정보를 담고 있으므로, 이를 이용하면 소음을 방사하는 프로펠러의 회전 속도와 캐비테이션의 발생 여부 등을 역으로 추정할 수 있다. 본 연구는 순환 상관 함수 (Cyclic autocorrelation function) 를 이용하여 주기 정상성을 분석하는 방법을 소개하고, 이를 이용해 모형 프로펠러 소음측정 자료로부터 프로펠러의 회전과 관련된 파라미터를 추정한 결과를 제시한다. 소음 측정 자료로부터 순환 상관 방법을 이용해 추정된 프로펠러 회전 속도는 실제 모형 프로펠러 회전 속도와 거의 일치하는 결과를 보여주며, 순환 상관과 같은 주기 정상성분석이 프로펠러와 같이 주기적인 운동 특성을 가지는 시스템의 상태를 추정하는 데에 사용될 수 있음을 보여준다.