• Title/Summary/Keyword: 시간 영역 음향 경계요소법

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Three-dimensional analysis of the mufflers by BEM (경계요소법에 의한 소음기의 3차원 해석)

  • 윤제원;임정빈;권영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.19-24
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    • 1995
  • 단순한 형상의 소음기는 평면파이론에 의해 비교적 간단하게 음향성능을 해석적으로 구할 수 있다. 그러나 소음기의 형상이 복잡해지거나 해석하고자 하는 주파수의 범위가 평면파의 차단주파수 이상이 될 경우 소음기 내부의 음장이 평면파에서 벗어나게 되어 평면파 이론에 의한 해석은 실제와 상당한 오차가 발생하게 되므로 음장에 대한 3차원 해석이 필요하다. 이론적으로 3차원 문제를 해석할 수 있는 경우는 형상이 극히 단순한 경우에 국한되므로 유한요소법(FEM), 경계요소법(BEM)과 같은 수치해석적인 방법이 이용되고 있다. 경계요소법은 적분 커넬(kernel)의 특이성(singularity) 문제가 있지만 대상 영역의 경계면만을 이산화함으로써 모델링에 소요되는 시간과 노력을 절약할 수 있으므로 음향문제 해석에 있어서 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 3차원 경계요소법 프로그램을 개발하고 평면파이론에 의한 해석이 어려운 여러가지 형태의 소음기에 대한 음향성능을 예측하고 실험으로 검증하는것이다. 특히, 단일영역으로 해석이 불가능한 다공형 소음기에 영역분할법을 적용하여 계산하고 결과를 검토하였다.

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On the Solution Method for the Non-uniqueness Problem in Using the Time-domain Acoustic Boundary Element Method (시간 영역 음향 경계요소법에서의 비유일성 문제 해결을 위한 방법에 관하여)

  • Jang, Hae-Won;Ih, Jeong-Guon
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.31 no.1
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • The time-domain solution from the Kirchhoff integral equation for an exterior problem is not unique at certain eigen-frequencies associated with the fictitious internal modes as happening in frequency-domain analysis. One of the solution methods is the CHIEF (Combined Helmholtz Integral Equation Formulation) approach, which is based on employing additional zero-pressure constraints at some interior points inside the body. Although this method has been widely used in frequency-domain boundary element method due to its simplicity, it was not used in time-domain analysis. In this work, the CHIEF approach is formulated appropriately for time-domain acoustic boundary element method by constraining the unknown surface pressure distribution at the current time, which was obtained by setting the pressure at the interior point to be zero considering the shortest retarded time between boundary nodes and interior point. Sound radiation of a pulsating sphere was used as a test example. By applying the CHIEF method, the low-order fictitious modes could be damped down satisfactorily, thus solving the non-uniqueness problem. However, it was observed that the instability due to high-order fictitious modes, which were beyond the effective frequency, was increased.

Prediction of Radiated Sound Field by Using Boundary Element Method Based on the Pressure Measurements (음장측정치를 사용한 경계요소법에 의한 진동체 방사음장 예측)

  • 김봉기;김진연;이정권
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.12 no.2
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    • pp.28-36
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    • 1993
  • 임의의 형상을 갖는 진동체에 의한 방사 음장해석은 경계요소법에 의하여 이미 많은 해석이 시도되었다. 그러나, 진동체의 형상이 매우 복잡한 경우에는 겉표면의 요소수가 크게 증가할 뿐만 아니라 각 요소에서의 경계조건을 모두 알아내어야 하므로, 저주파에 국한된 해석일지라도 엄청난 시간과 노력이 필요하게 된다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 경계요소법을 사용하되, 복잡한 형상의 진동체를 둘러싸는 가상적인 표면을 매우 간단하게 설정한 후 그 표면상의 경계조건인 음압을 측정한다. 임의의 형상에 대한 파수 영역에서의 감쇠파의여파작업을 위하여 특이값 분리를 사용하였다. 특이값 분리에 의하여 음압분포를 측정위치에서 설정된 일반 좌표계에서의 고유모드로 분해한다. 각 고유모드의 원거리 음장의 기여도에 해당하는 각 특이벡터에 대한 특이값의 크기를 비교하여, 유한개의 고유모드만을 포함시킴으로써 원거리 음장을 예측한다. 몇 개의 예제를 통하여 해석적 방법의 기존의 경계요소법에 의한 결과를 본 연구 방법의 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.

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Numerical Simulation of Head Related Transfer Functions and Sound Fields (수치해석을 이용한 머리전달함수의 계산 및 음장해석)

  • ;V. Kahana;P. A. Nelson;M. Petyt
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.20 no.6
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    • pp.94-103
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    • 2001
  • The goal of using numerical methods in this study is two-fold: to replicate a set of measured, individualized HRTFs by a computer simulation, and also to visualise the resultant sound field around the head. Two methods can be wed: the Boundary Element Method (BEM) and the Infinite-Finite Element Method (IFEM). This paper presents the results of a preliminary study carried out on a KEMAR dummy-head, the geometry of which was captured with a high accuracy 3-D laser scanner and digitiser. The scanned computer model was converted to a few valid BEM and IFEM meshes with different polygon resolutions, enabling us to optimise the simulation for different frequency ranges. The results show a good agreement between simulations and measurements of the sound pressure at the blocked ear-canal of the dummy-head. The principle of reciprocity provides an effect method to simulate HRTF database. The BEM was also used to investigate the total sound field around the head, providing a tool to visualise the sound field for different arrangements of virtual acoustic imaging systems.

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A Numerical Study on the Prediction of Marine Propeller Non-Cavitation Noise (수중 프로펠러의 비공동 소음 예측에 관한 연구)

  • Seol Hanshin;Jung Byungsok;Cheong Cheolung;Lee Soogab
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.421-426
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    • 1999
  • 수중 프로펠러의 비공동 소음을 Ffowcs William-Hawkings 형태의 음향 상사 방정식을 시간영역에서 해석하였으며 전산공력음향학(CAA)과 경계 요소법(BIEM)등 수치적 방법을 통해 해석하였다. 덕트 없는 프로펠러와 덕트 프로펠러에 대해서 비균일 유입류 조건에 대해서 소음 강도와 방향성을 예측하였으며 이는 수중 프로펠러의 운용시 지배적인 소음원을 구별하고 그 특성을 파악하여 적절한 소음 제어 책을 마련하는 기반이 될 것이다.

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