Applications of the improved Hilbert-Huang transform method to the detection of thermo-acoustic instabilities

열음향학적 불안정성 검출에 대한 개선된 힐버트-후앙 변환의 적용

The Hilbert Huang Transform (HHT) technigue with Empirical Mode Decomposition (EMD) is one of the time-frequency domain analysis methods and it has several advantages such that analyzing non-stationary and nonlinear signal is possible. However, there are shortcomings in detecting near-range of frequencies and added noise signals. In this paper, to analyze characteristics of each method, HHT and Short-Time Fourier Transform (STFT) effective in dealing with stationary signals are compared. And with thermoacoustic instabilities signals from a Rijke tube test, HHT and the improved HHT with Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) are compared. The results show that the improved HHT is more appropriate than the original HHT due to the relative insensitivity to noise. Therefore it will result in more accurate analysis.

Empirical Mode Decomposition(EMD)을 통한 Hilbert Huang Transform(HHT)은 시간-주파수 영역분석 방법 중 하나로 기존의 다른 분석 방법에 비해 비선형, 비정상 신호를 해석 가능하다는 등 여러가지 이점이 있다. 그러나 인접한 주파수를 분별하기 힘들고 잡음에 취약하다는 결점이 있다고 알려져 있다. 본 논문에서는 HHT와 정상신호 분석에 효과적인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 비교하여 각 방법의 장 단점을 분석하고 Rijke 튜브 실험에서 얻은 열음향학적 불안정 데이터에 적용하여 잡음에 취약한 점을 보완한 Improved HHT와 비교한다. 그 결과, EMD를 이용한 Original HHT보다 EEMD를 이용한 Improved HHT가 잡음의 영향을 적게 받아 보다 정확한 신호분석이 가능하다는 것을 알 수 있었다.