Investigation of the Noise Reduction in the Hollow Cylinder Structure

중공 원통형 구조물의 전달소음 감소 방안 연구

When the hollow cylinder structure moves in underwater with high speed structural can be propagated from the end of the structure to the front side. This noise can reduce the sensitivity of the conformal array which installed in the surface of the cylinder. To reduce this noise propagation it is suggested to install two self-reduction rings at the surrounding of the cylinder which is 500mm in diameter and 840mm in length. The places of the two noise reduction rings are 120mm and 240mm point from the end of the structure. Two noise reduction rings reduced 10.1 % of maximum stress. When outside noise frequency applied to the structure from the 4kZ to 6kHz, 20dB noise reduction was calculated using 6 order polynomial equation. When outside noise frequency also applied to the structure with 200Hz, 500Hz, 900Hz, maximum sound pressure level point moved to the end of the structure. Most conformal sensors are fabricated at the front side of the structure. Based on the simulation results proposed two rings can be reduced noise propagation from the tail of the structure effectively.

수중을 운동하는 원통형 구조물의 끝단에서 앞쪽으로 전달되는 구조 소음은 배열 센서의 감도에 많은 영향을 미치게 된다. 이러한 전달 소음을 효과적으로 차단하고자 두 개의 소음차단 링을 직경이 500mm이고 길이가 840mm인 구조물의 원통 끝면에서 120mm, 240mm 지점에 각각 설치하고 소음 주파수별 저감 특성을 분석하였다. 두 개의 소음차단 링을 설치한 결과 센서가 받는 최대 응력이 약 10.1 % 감소함을 알 수 있었다. 외부 소음 주파수를 100Hz에서 6kHz까지 입력하고 두 개의 소음차단 링의 존재 유무에 따른 소음저감 예측곡선을 6차 다항식을 이용하여 예측하였는데 주파수 4kHz~6kHz 대역에서는 소음차단 링의 설치로 인하여 약 20dB 내외의 소음 저감 효과가 있음을 알 수 있었다. 외부 음원 주파수가 각각 200Hz, 500Hz, 900Hz 일 때 원통형 구조물의 표면에 발생하는 음압 레벨을 수치 해석한 결과 두 개의 소음 차단 링이 설치된 후에는 최고음압을 나타내는 부위가 점차 원통 우측 끝면으로 옮겨감을 알 수 있었다. 곡면 배열센서의 설치 특성은 원통 주위를 따라 배열되는 것을 생각한다면 이러한 형태의 소음차단 링은 매우 효과적으로 소음 감소를 이룰 수 있을 것으로 판단된다.