가전기기의 진동과 소음은 제품의 고품질화에 상당히 저해되고 진동에 의한 소음이나 소음에 의한 진동을 해석하기 위하여 부단하게 노력하고 있다. 소리를 음이라 하며 음의 발생을 매질의 움직임에 의한 에너지 전달로 이해하고 있다. 따라서 음은 파동을 가지게 되어 음파(sound wave)로 불리우는 파에 의해 이동되며 이동시 주위의 매질에 압력 파동을 유발시킨다. 따라서 실내에서 발생하는 소리와 목욕탕등에서 나는 소리는 매질의 다른 성질(공기밀도)에 의해 다르게 느껴진다. 일반적으로 음의 주파수라하면 1초동안 음의 고저가 몇번 발생하였는가를 의미하며 사람이 소리로서 느끼는 주파수 범위를 20Hz에서 20kHz로 나타내어 가청 주파수라 한다. 그러나, 소리중에서도 사람에게 불쾌감을 일으키거나 심하면 고통까지 유발시키는 원하지 않는 소리가 있는데 이를 소음(noise)이라 부른다. 가전기기의 중요 소음 발생원이 유체소음, 전자기소음, 기계적소음, 연소소음등 소음원의 종류에 따라 저소음기술을 해석하는데 상당한 차이가 있다. 따라서 사용조건별 설정기준을 정하고 설정기준에 따른 현상소음 lavel보다 약 10dBA보다 낮은 소음 목표치로 설계되어야 한다.
액체로켓엔진에서 발생하는 초음속 제트 소음을 감소시킬 수 있는 물 분사형 소음기를 설계, 제작하여 물의 질량 유동률, 1차관 길이, 그리고 2차 확장관의 지름과 같은 기하학적 변화에 따른 성능 시험을 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 동일한 물의 질량 유동률에서, 1차관의 길이가 길수록 효과이었다. 2. 물이 질량 유동률이 증가하면, 소음은 감소한다. 3. 최적의 물 질량 유동률은 추진제 공급량의 10∼12배 정도이다. 4. 소음기에 2차 확장관을 부착할 경우, 약 30㏈ 정도 소음감소 효과를 얻을 수 있다.
우리나라와 같이 철도의 운행위치와 소음 피해를 받는 수음자 간의 거리가 인접되어 있는 경우, 소음의 전파특성은 과도형상을 나타내는 구간에 속하게 되어 전파중에 나타나는 지표면의 다양한 물리적, 현상과 경계면 등의 이피던스 값등이 많은 영향을 끼치게 된다. 본 연구에서는 철도소음의 소음원 자체에 대한 모델링 기법과, 자유공간을 전파할 때 나타나는 거리감쇠 효과 등을 고려한 음향학적인 연속선음원 및 유한 불연속 선음원 등에 대한 검토가 이루어졌고, 특히, 소음원의 크기에 비교하여 수음자의 위치에 따라 저감되는 음향전파특성을 설명하였다. 또한, 유한한 길이를 가지고 있는 철도차량의 소음원 모델을 이용하여 향후 국내에서 운행되리라 예상되는 고속철도의 음향파워를 산출하였다. 산출된 음향파워로부터 철도변의 소음분포를 도출하였으며 고속철도의 경우 운행시 소음피해가 어느 정도인지를 예상하였다.
가정용 냉장고에 있어서 정음화를 위한 다각적인 노력이 냉장고의 주요 소음원이라고 할 수 있는 압축기, 냉기 순환용 팬, 압축기 냉각용 팬 및 냉매 순환용 파이프 방진구조 등의 개선을 통하여 국내외적으로 상당한 진척을 보이고 있다. 이러한 소음원들의 특징은 각각이 특정한 목적에 의하여 작동하는 하나의 구동부이거나 이러한 구동부와의 직접적인 연결에 의해 가진되는 경우로서 Airborne Noise나 Structureborne Noise를 발생시키고 있다. 본 논문에서는 이러한 압축기나 팬이 꺼진 상태에서 냉장고의 싸이클상에 열교환용 냉매가 봉입된 상태에서 압축기가 운전시 형성되었던 싸이클상의 고압 및 저압측의 압력 차이에 의하여 증발기의 Accumulator내에 형성된 Sleeve(이하, 삽입관 .PHI.1.5 Hole)에 의해서 발생되는 Bubble 소음에 대한 실험적 규명과 소음 측정을 통한 주파수 분석을 하였으며, 이러한 Bubble 소음 발생시 싸이클상의 온도 및 압력값을 측정하여 Strasberg에 의해 도출된 선형화된 식을 이용하여 Bubble 소음 발생시 주파수 분석을 통한 Bubble Size를 결정하였고, Bubble 소음 발생의 직접적인 원인으로 작용하는 Orifice를 제거하여 Bubble 소음의 개선 정도를 비교 검토하였다.
본 연구는 민원인(아래층)과 피민원인(윗층)간 전문상담사의 중재를 통해 층간소음 문제를 해결하는 층간소음 현장관리시스템의 실효성을 검증하였다. 민원인(아래층)과 피민원인(위층)의 층간소음 피해경향을 분석한 결과, 4,087건 중 80%에 해당하는 3,254건의 민원인들은 층간소음 발생장소를 바로 윗층을 지목하는 것으로 나타났고, 반면에 15%에 해당하는 피민원인들(윗층)은 피해를 받는 원인이 소음이 아니라 피민원인의 전화나 방문 등을 통한 잦은 항의를 지적하는 것으로 분석되었다. 1,304건의 현장 방문 민원건수 중 80%에 해당하는 1,050건을 대상으로 현장방문 컨설팅 전 후의 층간소음 저감 등 만족도 조사결과, 약 683건에 해당하는 65%정도의 민원인은 층간소음 현장관리시스템에 만족하고 있는 것으로 평가되었다.
에어컨에서의 소음 발생 원인과 그 대책방안, 그리고 에어컨의 주소음원인, 각종 송풍기에서 적용되고 있는 저소음화에 대한 대책기술들을 논하고자 실제의 연구 결과 사례들을 소개하면서 관련 문헌들의 결과들을 활용하여 기술하였다. 향후에도 가전제품에 있어서 저소음화에 대한 연구 노력은 지속적으로 더욱 발전할 것으로 예상된다. 소음은 적게 할수록 좋지만 경제적 제약과 기술적 제약 및 실제 인간이 생활하는 공간 내에서 존재하는 암소음 등을 고려하였을 때는 과대한 정도의 저소음 화는 경제적 손실을 초래하며 의미를 갖지 못하게 된다. 따라서 각 사용장소의 형편 에 맞게 최소한의 소음치를 갖는 가전제품을 개발하여야 한다. 현편 가전제품에 대한 소음저감에는 어느 특정기술만을 해결해서는 근본적인 소음저감이 어렵고, 기계적인 각 부품의 저소음화 최적설계 방법이외에 생산기술 및 전자제어 기술이 병행되어져야 만 가능할 것으로 보인다. 본 글은 에어컨 중에서도 주 소음원인 송풍기 및 유로 관련한 유동소음저감 측면에서 현재까지 적용되어온 기술동향에 대하여 매우 한정된 범위 내에서 기술된 것임을 밝혀두는 바이다.
풍력발전단지의 운영으로 인한 주된 소음은 풍력발전기의 고체음과 바람을 가르는 마찰 기류음으로 대별된다. 본 원고(原稿)에서는 소음레벨을($L_{PAN}$) 정량적으로 예측, 계산하는데 이용하는 소음예측식을 풍력발전에 맞게 이론적으로 해석하고, 소음발생원의 특성을 분석하여 운영시 소음영향 및 저감방안을 검토하였다. 풍력발전 사업계획시 소음예측식과 소음모델링(CadnaA version4.1, SoundPLAN version7.0 해석 결과 등)을 이용한 예측결과를 서로 비교 검토하고, 운영시(사후환경영향조사 등) 실제 소음레벨과 소음예측 결과를 서로 비교분석하여 데이터를 축척하길 바란다. 제언한 소음저감방안이 불충분한 경우 발전기의 배치와 설치간격, 발전기종 및 발전용량, 설치장소의 재선정 등을 추가 검토할 필요가 있다.
최근 각종 분야에서 환경보전이 문제화되고 있으며 소음제어문제에 많은 관심을 불러일으키고 있다. 이러한 소음문제를 해결하기 위해서는 소음을 발생하는 기계 혹은 장치에 대책을 세우고, 소음을 억제하는 것이 무엇보다도 가장 이상적이라고 할 수 있다. 일반적으로 각종 플랜트, 선박, 차량기기 등은 많은 소음원을 가지고 있으며 소음문제는 먼저 문제가 되는 곳에 대책을 세워 발생원의 검출, 즉 각 발생원으로부터 기여량을 파악하는데 있다. 각 발생원의 기여량을 정확하게 파악할 수 있다면 적절하고 경제적인 대책을 수립하는데 도움이 된다. 장래에는 소음 발생원의 검출은 시행 착오적인 수법에 의해 행하여졌지만 최근 수년간에 있어서 전자계산기에 의한 시계열 데이터처리기술의 진보에 따라서 복잡한 소음예측정데이터에 포함되어 있는 정보를 추출하여 이용할 수 있도록 되었다. 본 해설에서는 복잡한 소음원해석에 다차원스펙트럼해석을 이용한 기여량추정법을 실제로 소음문제에 적용할 수 있는 기본적이고 구체적인 컴퓨터그포그 램작성요령에 대해서 시술하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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