우리나라에서 고속철도는 이미 중요한 대중교통수단 중 하나가 되었으며 향후에도 운행구간을 확대할 예정인 만큼 승객수도 더욱 증가할 것으로 보인다. 또한 승객수가 증가하는 만큼 정숙한 실내환경의 조성 또한 요구되고 있다. 하지만 현재 철도차량 소음에 관한 연구는 대부분 철도 외부에서 방사되는 소음에 한정되어 있으며 철도차량의 내부 소음 특성에 대한 연구는 미비한 상황이다. 현재 국내 환경소음에 대한 규정은 음압레벨만을 기준으로 하고 있지만 실제로 사람이 소음에 대하여 느끼는 청감특성을 나타내기에는 음압레벨만으로는 부족하다. 사람의 청감특성을 효과적으로 반영하기 위하여 음질(Sound Quality)평가의 방법에 대해 현재 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 운행중인 고속철도 실내 소음의 특성에 대하여 연구하였다. 음압레벨과 loudness의 관계에 대하여 분석하였고 Zwicker parameter과 ACF, IACF 분석을 통하여 객관적인 음질평가를 실시하였다. 또한 청감실험을 통하여 주관적인 음질평가를 수행하여 청감특성에 대하여 분석하고 객관적 평가의 결과를 검증하였다.
소음의 저감 대책은 소음원의 소음 감쇠, 소음 전달 경로의 소음 저감 및 수음자에 대한 대책 으로 나눌 수 있다. 여기에서 소음원의 소음 저감 대책을 세우기 위해서는 소음원의 주파수 특 성을 정확하게 분속해야 하고 이를 위해서는 자유음장이라는 공간이 필요하게 된다. 음향학적 으로 자유음장이란 점음원으로부터 무지향적으로 방사되는 음의 음압레벨(sound pressure level )을 따르는 음장으로 정의된다. 이는 음원으로부터 거리가 두 배 증가함에 따라 음압레벨이 6dB 감소함을 의미한다. 즉, 주변 소음으로부터 발생한 음이 다른 물체나 벽으로부터 반사된 반사음 이나 회절음의 영향을 받지 않는 음장을 말한다. 자유음장은 자연계에서 극히 제한적으로 존재 하지만 인간이 측정장비 및 측정 대상물을 이동시켜 이용할 수 없으므로 인공적인 시설로서 무 항실을 만들어 자유음장 환경을 조성한다. 이 글에서는 무항실의 특성 및 국내에서 시공되는 무향실의 설계 및 제작 과정을 간단히 소개하고 현재의 국내 무항실의 수준과 앞으로 나아갈 방항을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 판토그라프의 공력소음 발생 특성을 규명하기 위하여 단순 모델을 이용하여 그 특성을 분석하였다. 단순 모델은 실제 팬헤드의 사이즈를 고려하여 선정하였고, 이를 통해 음압 해석 알고리즘을 구축하고 소음 발생 메커니즘을 분석하였다. 단순 모델을 선정하여 이를 Lattice Boltzmann Method 를 기반으로 한 전산 유체 해석을 통한 결과를 이용하여 음압 레벨과 음압의 방사형태를 계산하고, 풍동 실험을 통해 이를 검증한다. 풍동 실험에서는 단순 모델을 제작하여 100 km/h 의 속도 환경에서 항력, 양력과 소음을 측정하였다. 단면의 형상에 따른 변화 추이를 검토하였으며 해석결과를 단일 수치로도 정량화하여 제시한다. 최종적으로 정립된 알고리즘을 기반으로 팬헤드의 3 차원 모델을 시뮬레이션 한 결과를 제시한다.
본 논문에서는 외부방사 문제에 널리 사용되는 음향경계 요소 법(Acoustic Boundary Element Method)을 확장하여 저주파수 대역은 기존의 방법을 이용하고 고주파수 대역에서는 경계요소의 특성길이에 의한 고주파수 상한을 극복할 수 있는 방법을 제시한다. 밴드를 대표하는 음압 레벨을 직접 계산하도록 상호상관도 가정을 통하여 간략화 하였다. 간단한 음향방사 모델인 배플이 있는 빔과 평판에 대하여 Rayleigh 적분식의 계산결과와 제안된 방법을 비교하여 적용효능성을 검토하였다. 적용을 위한 조건으로는 방사면 진동의 상호상관도가 작아야 하므로, 이를 만족시키기 위한 일반적인 조건식을 제시하여 이로부터 경계요소의 특성길이를 정하는 기준을 제시하였다.
Induction motors are used in many areas to transform electrical energy to mechanical energy. In the design of an induction motor, not only energy efficiency but also noise becomes an important factor. To effectively address the noise problem, it will be convenient if one can see where and how noise is generated and propagated. In this study sound radiation by an induction motor is visualized using cylindrical acoustic holography. To minimize the bias error by window effect Minimum Error Window(MEW) is used. Its performance is verified by numerical simulations. Based on these theoretical understanding, sound pressure measurement with an induction motor are performed. Not only sound radiation are visualized but sound pressure level and sound power level are also estimated. Results show that the main source is located at nearly bottom part of the motor and the total sound pressure level is 49dB, which satisfies the guideline value suggested by the KS C 4202.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제33권8호
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pp.1170-1179
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2009
본 연구의 목적은 수평축 풍력터빈인 NREL Phase VI를 대상으로 ANSYS FLUENT에서 제공하는 LES와 FW-H 상사식을 이용하여 풍력발전기로부터 방사되는 저주파 공력소음을 수치적으로 예측하는 것이다. 풍력발전기 공력소음에 관한 어떠한 실험적 자료가 존재하지 않으므로, 먼저 정격풍속에서 토크와 출력 등의 공력성능 수치결과를 실험결과와 비교하여 소음원 예측의 타당성을 검증한 후, 풍속 변화에 따른 공력소음 특성을 분석하였다. 그 결과 수치성능결과는 약0.8%이내에서 실험결과와 잘 일치하였다. 풍속이 증가함에 따라 사극자와 이극자에 의한 총음압레벨은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 풍력터빈 허브중심으로부터 거리가 증가함에 따라 원방에서는 $r^{-1}$, 근방에서는 $r^{-2}$에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 거리가 두배 증가함에 따른 총음압레벨은 약 6dB 감소하였다.
The purpose of this study is to identify the dynamic characteristics of a motor-die in washing machine and provide quantitative design information needed for reduction of radiated sound from the motor-die. To perform the design analysis, dynamic characteristics are identified by motor-die modeling and the availability of model is verified by experimental modal analysis. Numerical approach using MSC/NASTRAN and SYSNOISE predicted sound attenuation effects according to the change of design parameters, such as thickness, concentrated mass and rib. The numerical results due to the rib attachment showed the significant noise attenuation effects over 15 dB in the frequency range of 450∼700 Hz.
The purpose of this study is to identify the dynamic characteristics of a motor-die in washing machine and provide quantitative design information needed for the reduction of radiated sound from the motor-die. To perform the design analysis, dynamic characteristics are identified by motor-die modeling and the availability of model is verified by experimental modal analysis. Numerical approach using MSC/NASTRAN and SYSNOISE predicted sound attenuation effects according to the change of design parameters, such as thickness, concentrated mass and rib. The numerical results due to the rib attachment showed the significant noise attenuation effects over 15dB in the frequency range of 450-700Hz.
기존의 국악원 설계에 있어서 국악음원의 음향 방사 특성을 고려하지 않아, 공연장의 음향목표설정 및 음향조정에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 대표적인 국악 음원인 가야금 (현악기), 장고 (타악기), 대금 (관악기), 판소리 창 (성악) 등 4종에 대한 음향 방사 특성을 상세히 측정하여, 그 결과의 적용성을 살펴보았다. 음원을 반무향실의 중앙에 위치시키고, 매 10° 간격으로 음압 레벨을 측정함으로써 지향성을 파악하였다. 측정 결과, 가야금의 경우에는 주파수가 증가함에 따라 무지향성으로부터 지엽이 많아지는 형태로 순차적으로 지향성이 변하였다. 대금의 주요 방사방향은 위쪽이었고, 장고는 저주파수에서 왼쪽 지향성이 오른쪽보다 더 크게 나타난다. 창의 경우에는 주파수가 증가함에 따라 뒤쪽으로는 소리가 거의 전파되지 않는 지향성을 나타낸다. 측정된 국악음원의 지향성을 이용하여 건설중인 부산국립 국악원의 음향 인자들을 예측하였다. 대표적인 두 수음점 들에서 잔향시간, 음압 레벨, C80, LF, STI와 같은 주요 건축 음향 인자들이 음선 추적 기법에 의해 계산되었으며, 무지향성 음원과 국악 음원을 사용하였을 때 음향 인자들 사이에 큰 차이를 보였다. 본 연구에서 제시된 데이터와 설계 방법론 등은 향후 국악원의 설계에 있어서 기본적인 자료로 활용될 수 있다고 사료된다.
A theoretical model has been developed to analyze the jet-edge interaction and the sound radiation. The edge responding to the sinuous impinging jet is regarded as an array of dipoles and their strength is determined by the boundary condition on the edge surface. The surface pressure distribution and the edgeforce are estimated using these dipoles. Then the pressure amplitude and directivity of the sound field is obtained by summing the radiating sounds from the dipole sources. It is found that the effective source is located a little distance downstream from the edge tip. And the directivity of the sound radiation is cardioid pattern near the edge but dipole pattern far from the edge. The theoretical model is confirmed by comparing the theoretical prediction of the edgeforce and sound pressure level with available experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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