5.2 각 모델의 주파수별 사용 범위
OAS ES 모델의 경우, 음원과 수신기가 일직선상에 있는 경우를 제외하고는 거의 완전해를 제공해 다른 모델의 검증용으로 쓰이므로 KRAKENC와 RAM을 평가하 는 기준모델로 사용했다.
K RA K ENC 모델의 경우도 아주 근거리를 제외하고는 완전해를 제공하는데 640Hz 까지는 OA S ES 모델과 정확히 일치했다. 그러나 640Hz 이상의 주파수에 대 해서는 세 모델 모두 상당한 차이를 보여 주파수 영역을 더 세분화해 정밀한 검증 을 모색해야 할 필요가 있다.
RAM 모델의 경우는 수치이론을 도입할 때 쓰인 근사법의 영향으로 상당히 낮 은 주파수 영역에서부터 불일치 하는 경향을 보여 거리독립 환경에서는 다른 두 모델에 비해 덜 효율적임을 알 수 있다. 요약하여 보면, 거리독립 환경에서 K RAK ENC와 OA S ES 는 640Hz～1280Hz 이하의 주파수 영역에 적용이 가능하고, RA M은 약 320Hz～640Hz 이하의 영역에 적합함을 알 수 있다.
그러나, KRAKENC모델은 거리종속 영역으로 확장할 때 독립된 거리독립 구역 의 조합으로 연성(coupling)을 시도하므로 거리에 따른 수심의 변화가 클수록 필요 한 프로파일의 수가 많아진다. 때문에 많은 입력요소들이 필요하게 되고 실행시간 이나 데이터의 크기가 상당히 커져 신속한 실행과 효율적인 사용에 무리가 있다고 생각된다. 하지만 RAM 모델의 경우는 상대적으로 간단한 입력요소를 가지고 있어 신속한 실행에는 KRAKENC 보다 훨씬 효과적이지만, 고주파로 갈수록 전달손실 의 수렴점(convergence zone)을 찾기 위해 모델 실행의 횟수가 증가하고 거리와 수심격자의 크기가 작아져 실행시간이 상당히 많이 걸린다. 즉, KRAKENC와 RA M을 거리종속 영역에 적용함에 있어 더 효율적이고 정확한 모델을 선택하기가 어려움을 알수 있어 추후 다른 거리종속 모델과의 비교가 이루어져야 하겠다.
5.3 연구방향
본 논문에서는 주파수 영역에 대해서만 그 적용범위를 검증하였으나 앞으로 음 원/ 수신기 위치, 매질의 특성 등의 다른 항목들에 대한 추가적인 기준의 확보로 다 양한 해양환경에 적합한 모델을 적용할 수 있어야 하겠다. 이를 위해 우선적으로는 여러 가용한 모델을 확보해야 하고 현재로서는 한계가 있는 벤치마크 방법 외에 다른 벤치마크의 도입이나 방법론의 개발이 필요하다. 또한 기존 모델이 모두 외국 에서 만들어 진 것이라 외국 환경에 맞춰져 있고 사용법이나 기타의 문제로 활용 이 어려운 실정이라 우리 환경에 맞는 독자적인 모델개발이 있어야 하겠다.
참 고 문 헌
[1] D. J. T hom s on, "W ide- angle pa ra bolic equation s olutions to tw o range- dependent benchm ark problem," J. Acous t. S oc. Am . 87, p1514- 1520, 1990
[2] D. J. T hom s on. G. H. Brooke, and J. A. DeS a nto, "Num erical im plem entation of a m odal s olution to a ra ng e- dependent benchma rk problem ," J. Acous t. S oc. Am . 87, p1521- 1526, 1990
[3] E. K. W es tw ood, "Ray model s olutions to the benchma rk w edg e problem s ," J.
Acous t. S oc. Am . 87, p1521- 1526, 1990
[4] F . B. Jens en a nd Carlo M. F erla, "Num erical s olutions of rang e- dependent benchma rk problem s in ocean acous tics ," J. Acous t. S oc. Am . 87, p1499- 1510, 1990
[5] F . B. Jens en, W . A. Kuperm an, M. B. Porter, and H. S chum idt, "Com putational Ocean Acous tics , Am erican Ins titute of Phys ics , New York, 1994
[6] H. S chim idt, "S A F ARI Us er' s Guide,“ S R- 113, ‘S ACLANCEAN’, 1988
[7] H. S chim idt, "OAS ES Us er' s Guide and Reference Ma nual," MIT , 1997
[8] L. B. F els en, Chairm an, "S es s ion R. Underw a ter Acous tics Ⅱ: Quality As s es s m ent of Num erical Codes , Part 2 : Benchm arks ", J. Acou. S oc. A m., S uppl.
1, 80, 1995
[9] L. B. F els en, "Benchm arks : An option for quality a s s es s m ent," J. A cous t. S oc.
Am . 87(4), p1497- 1498, 1990
[10]L.B. F els en, F . B. Jens en a nd Carlo. M. F erla, "Num erica l s olutions of range- dependent benchm ark problems in ocean acous tics ," J. Acous t. S oc. Am .
87(4), p1499- 1510, 1990
[11] M. B. Porter, F . B. Jens en a nd C. M. F erla, "T he problem of energy cons ervation in
one- w ay m odels ," J. A cous t. S oc. A m. 89, p1058- 1060, 1995
[12] M. B. P orter, "T he KRAKEN norm al mode program ," (S A CLANT Unders ea Res earch Centre), 1994
[13] M. D. Collins , "A s plit- s tep Pa de s olution for parabolic equation m ethod", J.
Acous t. S co. Am , 93, p1736- 1742, 1993
[14] M. D. Collins , "Generalization of the s plit- s tep Pade s olution", J. A cous t. S co.
Am , 96, p382- 385, 1993
[15] M. D. Collins , "Us er' s Guide for RA M," NRL, 1995
[16] M. D. Collins , "A s elf- s ta rter for the parabolic equation m ethod", J. Acous t.
S co. Am , p2069- 2074, 1992
[17] M. D. Collins , "A com plete energy cons erv ation correction for the elas tic parabolic
equation", J. Acous t. S co. Am , 105(2), p687- 692, 1999
[18] Michael D. Collins , "Benchm ark calcula tions for hig her- order pa ra bolic equations ," J. Acous t. S oc. Am . 87, p1535- 1538, 1990