비선형 초음파 비파괴검사용 메타물질 기반 주파수 필터

Abstract

비선형 초음파 비파괴검사 기술은 샘플이 가지는 비선형성을 측정하는 기술로 기존의 기술로는 측정 불가능한 마이크로 크랙, 혹은 크랙 발생 이전의 재료의 열화나 피로도 누적 등을 측정하는 효과적인 기법으로 고려되고 있다. 그러나 현재의 비선형 초음파 비파괴검사 기술은 샘플의 비선형성 뿐만 아니라 측정 장치의 비선형성에도 영향을 받으며, 이로 인한 정확도 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 본 연구에서는 메타물질의 특성 중 하나인 특정 주파수에서 파동 전파를 방지하는 밴드갭(band gap) 효과를 적용해 측정 장치로 인한 비선형 파동 전파를 방지하는 메타물질 필터가 제안되었다. 먼저 메타물질 기초 이론을 통해 밴드갭 현상을 파악하고, 이를 기반으로 알루미늄 판과 구리판의 주기적인 적층 구조로 구성된 메타물질 필터를 설계한다. 마지막으로 제안된 메타물질 필터에 대한 해석적 검증을 수행하고자 한다.