자왜 Tonpilz 변환기의 음향특성해석 프로그램 개발

초록

자왜재료(Magnetostrictive material)는 압전재료를 대신하여 고출력 신호변환기 개발에 사용되고 있으나 자왜재료의 물성이 비선형적이기 때문에 유한요소를 이용하여 자왜재료의 특성을 해석하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 자왜재료를 사용한 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하기 위한 프로그램을 개발하였다. 상용해석 프로그램으로 자기장을 구하고 그 결과를 개발 프로그램에 입력하며 자왜재료의 비선형 변위-자기장 관계식을 직접 이용하여 빠르고 쉽게 해석하였다. Tonpilz 변환기를 예제로 택하여 자왜재료 전용 해석 상용 프로그램(ATILA)과 본 프로그램(USAP)의 성능을 비교하였다.