A Study on the Design of an Acoustic Actuator Based on the Singing Mechanism of Cicadas

매미의 발음 기제를 모사한 음향 발생 장치의 설계에 관한 연구

  • Cho Wan-Ho (NoVic, Department of Mechanical Engineering, KAIST, Science Town) ;
  • Ih Jeong-Guon (NoVic, Department of Mechanical Engineering, KAIST, Science Town)
  • 조완호 (한국과학기술원 기계공학과 소음 및 진동제어 연구센터) ;
  • 이정권 (한국과학기술원 기계공학과 소음 및 진동제어 연구센터)
  • Published : 2004.11.01

Abstract

본 연구에서는 매미가 소형이면서도 광대역의 소리를 낼 수 있는 원리가 무엇인지를 파악하고 이중 음향 발생 장치 제작에 적용할 수 있는 요소를 도출하였다. 매미의 발음기관에서 가장 중요한 부분은 복부 공명실과 진동판이다. 복부 공명실은 위상 반전형 인클로져 시스템으로 모델링 할 수 있으며, 진동판은 돔 형태의 박판으로 볼 수 있다. 근육에서 발생된 입력 신호는 진동판의 곡면에 의해 판에 좌굴을 일으켜 높은 음압의 소리를 발생시킨다. 발생된 소리는 복부를 통해 위상이 반전되어 특정 대역이 강조된다. 진동판의 가장 큰 특징은 곡면구조에 의한 비선형적인 출력이며 이를 통하여 가진 주파수와 상이한 주파수 성분들을 효과적으로 발생시키게 된다. 이러한 구조를 음향 발생장치로 활용하기 위하여 단순한 곡면판의 기하학적 파라미터 변화에 따른 출력 변화 경향을 관찰 하였으며, 이러한 원리를 활용한 음향 발생장치를 구성하였다.

Keywords