• 한국음향학회지
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• 제41권6호
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• pp.698-704
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• 2022

본 논문에서는 노즐 내부 유동의 소음원으로부터 발생되어 방사되는 공력 소음을 정량적으로 분석하였으며, 이를 외부 방사소음 결과와 비교하였다. 세가지 종류의 노즐 형상에 대해 내부 및 외부 유동을 정확히 예측하기 위해 고해상도 수치해석 기법인 비정상 압축성 대와류모사(Large Eddy Simulation, LES) 기법을 사용하였다. 와류소음원(Vortex Sound Source)을 통해 유동소음원을 확인하였으며, 이를 통해 노즐 내부 형상에서 주요 유동소음원의 분포를 확인하였다. 노즐 내부 유동의 와류소음원 레벨과 외부 방사 소음의 예측결과 및 측정결과와 비교하였으며, 이를 통해 정량적 분석을 검증하였다.

• 소음진동
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• 제11권1호
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• pp.5-14
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• 2001

송풍기나 홴과 같은 유체기계의 소음은 최근 들어 사람들의 관심을 끌면서 많은 사회적 문제가 되고 있다. 이러한 문제는 유체기계가 제품의 구매요구를 결정할 뿐만 아니라 환경소음의 규제와도 관계가 깊다. 이런 홴이나 송풍기 소음은 축 편심에 의한 진동 소음과, 유동에 의한 유동소음이 있는데 대형 송풍기는 진동 소음과 유동 소음이 동시에 존재하지만 중소형 송풍기는 유동 소음이 우세하다. 유동 소음은 공력음향학이라는 학문의 한 분야로 유동에 대한 정보가 있어야 정확한 소음원을 파악하고, 특성도 예측이 가능하다. 유동과의 강한 연관성 때문에 지금까지 송풍기의 유동 소음에 대한 연구가 미약하였다.(중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.896-902
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• 2018

본 논문에서는 환기를 위한 시로코 팬의 내부에서 유동 및 소음을 해석하기 위해 상용프로그램으로 해석하였다. 소음원의 위치와 크기만을 확인하기 위해 유동해석은 정상 상태 유동 해석을 진행하였다. 유동 해석을 통해 시로코 팬의 내부에서 발생하는 유동의 속도와 속도 벡터로 유동의 흐름을 보았다. 내부의 압력 분포는 contour로 결과를 보았다. 정상 상태 유동 해석 결과에서 Curle surface acoustic power와 Proudman acoustic power를 활용하여 해석결과로부터 소음원의 위치와 크기를 볼 수 있다. Curle surface acoustic power으로 표면에서 발생하는 소음을 볼 수 있다. Proudman acoustic power으로 유동영역에서 발생하는 소음을 볼 수 있다. 정상 상태에서 시로코 팬의 내부에서 발생하는 소음원의 위치와 크기만 볼 수 있기 때문에 발생하는 소음의 주파수를 확인하기 위해서는 추가적으로 비정상 상태 해석을 진행할 필요가 있다. 본 연구를 통해 시로코 팬의 성능을 향상시키고 소음을 저감하기 위한 연구의 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.268-277
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• 2022

본 논문에서는 KVLCC2 선체 축소모형에 설치된 추진시스템의 세부 구성품별 유동 소음원을 분석하였으며, 각각의 소음원이 수중방사소음에 미치는 영향에 대해 정량적으로 분석하였다. 수치 해석 영역은 실험 결과와의 비교를 위하여 선박해양플랜트연구소 대형 캐비테이션 터널의 시험부와 동일하게 설정하였다. 먼저 유동장내 소음원을 정확하게 모사하기 위하여 고정밀 해석기법인 비압축성 다상 Delayed Detached Eddy Simulation 방법을 적용하였고, 유동해석 결과를 기반으로 Ffowcs Williams and Hawkings 적분방정식을 사용하여 수중방사소음을 예측하였으며, 터널 실험결과와의 비교를 통해 해석절차의 유효성을 확인하였다. 추진시스템의 유동 소음원별 영향을 정량적으로 비교하기 위하여 추진기 날개 끝-와류 공동, 날개 표면 그리고 방향타 표면을 소음원 영역으로 선정하였으며, 음압과 파워 스펙트럼 밀도, 음향 파워를 비교하였다. 공동에 의한 홀극 소음원의 기여도가 추진기 날개 및 방향타에 의한 쌍극 소음원에 비해 수중방사소음에 크게 기여하였으며, 추진기 후류의 영향으로 방향타에 의한 기여도가 추진기 보다 더 크게 발생함을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.570-571
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• 2014

차량의 고속 주행 시 운전자가 인지하게 되는 공력소음은 대부분 차량 전방부의 A 필라 부근에서 발생하는 소음원에 의해 전달된다. A 필라 부근에는 다양한 모양의 돌출물들이 부착되어 있어서 차량 주변의 고속의 유동과의 상호 작용에 의해 다양한 공력 소음이 발생하게 된다. 이러한 차량 전방부의 대표적인 소음 인자인 A 필라 형상에 의한 와류 및 아웃사이드 미러에 의한 유동 구조 변화에 의한 실내 투과 소음에 대해 실험 및 소음원 분석을 수행하였다. 차량 내외부의 복잡한 구조와 재질에 의한 영향을 최소화 하고자 실차 형상 및 실내 조건을 간략화 시킨 차량 단순 모델을 이용해서 A 필라 주변부의 형상에 의한 주요 주요 공력 소음 인자에 대해 기여도를 분석했으며, 실험 결과는 다양한 CAE S/W 의 실내음 예측 결과의 정밀도를 분석하기 위해 사용되었다.

• 한국음향학회지
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• 제31권6호
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• pp.391-398
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• 2012

본 연구에서는 기존의 RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes) 방정식을 이용하는 복합 CAA(Computational AeroAcoustics) 방법에 광대역 소음원 생성을 위한 FRPM(Fast Random Particle Mesh) 기법을 적용하여 원심팬 광대역 소음 예측을 수행하였다. 먼저, RANS 방정식을 이용하여 원심팬 주위의 유동장을 예측하여 주요한 소음원 영역을 추론하고, 추론된 소음원 영역에 FRPM 기법을 적용하여 통계적 특성을 만족하는 난류를 재생하였다. RANS 방정식으로부터 해석된 유동장과 FRPM 기법으로부터 재생된 유동장을 이용하여 합성한 유동장에 음향상사법(Acoustic Analogy)을 적용하여 원심팬의 소음원을 생성하였다. 생성된 원심팬의 소음원을 경계요소법(Boundary Element Method)으로 구현된 선형전파모델에 적용하여 원심팬의 광대역 소음을 예측하였다. 원심팬에 대한 소음 측정값과의 비교를 통하여 제안된 기법이 원심팬의 순음 소음 및 광대역 소음 예측에 효과적임을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.379-382
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• 2003

천공요소는 자동차의 배기 소음기, 공조기의 소음기 등을 포함하는 다양한 소음계에 널리 사용된다. 일반적으로 천공요소 들은 평균 유동과 소음원이 동시에 존재하는 환경에서 사용되며, 평균 유동 및 관 내부의 음압 레벨의 변화가 천공 부근에서의 임피던스에 큰 영향을 미치게 된다. 천공요소의 임피던스의 변화는 소음기의 음향학적 특성에 영향을 미치게 되므로, 유동이나 음압 조건이 임피던스에 미치는 영향에 대한 연구가 중요하다. 본 연구에서는 정밀 계측 및 전산유체역학적 모형을 이용해 천공요소의 임피던스에 영향을 미치는 주요 세 가지 인자 - 스치는 유동, 통과하는 유동, 음압 레벨 - 들을 고려하여 임피던스를 분석하고, 그 상관관계를 밝혔다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• 소음진동
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• 제7권6호
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• pp.888-893
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• 1997

진공청소기에서 발생하는 주 소음원은 홴(fan)에 의한 공력 소음및 모터의 진동에 기인하는 청소기 본체의 소음과 청소기 흡입 노즐(nozzle)에서 발생하는 공력 소음으로 나눌수 있다. 청소기 본체의 주 소음원인 원심 홴(centrifugal fan)은 고속으로 회전하며 구조가 복잡함으로 인해 소음 해석에 필수적인 유동의 해석이 어려우나 이산 와류법을 이용한 소음원 해석등의 연구가 진행중이다. 진공청소기 노즐부에서는 일반적인 분류(jet)의 토출과는 상이하게 공기를 흡입하는 구조로 소음 발생 기구의 모델링 (modeling)에 대한 연구는 거의 전무하다. 공력 소음은 Lighthill에 의하면 비정상 유체가 운동할 때 나타나는 변형에 기인한다고 하며 주변에 고정 경계면이 없는 상태에서 유체가 흐를 때 발생하는 소음을 이론적으로 연구하였다. 그후 Curle에 의해서 고체 벽면의 영향을 고려한 방정식의 해가 구해졌다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.130-135
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• 1995

본 연구에서는 30000rpm으로 회전하는 진공청소기 원심팬의 유동장을 임펠러, 디퓨저, 케이싱을 모두 고려하여 해석하였다. 또한 삼차원으로 배출되는 출구를 간단한 sink 패널로 모델하여 출구의 효과를 충분히 고려하였다. 해석된 유동장 자료를 이용하여 먼 거리에서의 음압을 예측하였다. 예측된 음압자료는 FFT를 이용하여 측정된 값과 주파수 영역에서 비교하였다. 또한 진공청소기 원심팬의 측정자료에서 보이는 광역소음특성이 임펠러에서 흘려지는 후류와류의 교란에 의한 임펠러와 디퓨저 깃의 비정상 힘이 주된 원인임을 밝혔다.