• 해양환경안전학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.752-759
• /
• 2014

난류유동에 의한 소음은 계산비용의 관점에서 음향 상사법을 이용하여 전산유체 기법과 결합해 다양한 해석모델이 연구되고 있다. FW-H 음향상사법을 이용한 유동소음해석의 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 기존 문헌들의 결과에서는 계산비용의 관점에서 난류유동에 의한 소음성분을 생략하고 있다. 그러나, 최근의 연구에서 유동소음특성에 있어 난류소음의 중요성이 밝혀진바 있다. 본 논문에서는 RANS 난류모델과 투과성 경계면을 이용한 Permeable FW-H 음향상사법을 이용한 난류유동소음해석에 대해 연구하였다. 2D실린더에 대하여 직접적으로 변동압력을 추출하는 직접법과 난류성분을 고려하지 않은 FW-H 상사법, 또 난류소음의 성분을 포함하는 Permeable FW-H 방법의 경우를 비교하였다. Permeable FW-H 방법을 통해 일반적으로 적용되는 FW-H 방법에서 해석 불가능한 난류에 의한 소음의 영향을 기존의 FW-H 방법과 동일한 계산비용으로 예측할 수 있었고, 적절한 투과성 경계면 설정을 통해 높은 정확도의 해석이 가능했다. Permeable FW-H 방법을 통한 난류유동해석 절차를 확립하였으며, 그 유용성을 확인했다.

• 한국음향학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.83-91
• /
• 2018

팁젯 로터의 소음원은 로터 블레이드 소음과 제트 소음으로 분리할 수 있다. 로터 블레이드 소음은 두께 소음, 하중 소음, 비선형 사중극 소음으로 구성되고 제트 소음은 노즐 모멘텀 소음과 제트 방사 소음으로 나뉜다. 로터 블레이드 소음을 해석하기 위해 유동 해석 정보를 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 해석으로 얻은 뒤 투과면, 비투과면 FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings) 음향 상사법을 동시에 적용하여 각 소음원을 구분하였다. 그리고 제트 소음은 노즐 출구 조건을 활용하여 투과면 FW-H 음향 상사법으로 노즐 모멘텀 소음을 구하고 기존 고정익 제트에 대한 경험식을 활용하여 제트 방사 소음을 얻었다. 검증 기체의 소음 측정값을 기준으로 해석 기법의 신뢰성을 검증하였고 스펙트럼 분석을 통해 팁젯 로터의 독특한 소음 특성을 확인하였다.

• 소음진동
• /
• 제9권5호
• /
• pp.955-965
• /
• 1999

Centrifugal fans are widely used and the noise generated by the these machines causes one of the most serious problems. In general, the centrifugal fan noise is often dominated by tones at BPF(blade passage frequency) and its higher harmonics. This is a consequence of the strong interaction between the flow discharged form the impeller and the cutoff in the casing. However, only a few researches have been carried out on predicting the noise because of the difficulty in obtaining detailed information about the flow field and casing effects on noise radiation. The objective of this study is to understand the generation mechanism of sound and to develop a prediction method for the unsteady flow field and the acoustic pressure field of a centrifugal fan. We assume that the impeller rotates with a constant angular velocity and the flow field of the impeller is incompressible and inviscid. So, a discrete vortex method (DVM) is used to model the centrifugal by the unsteady Bernoulli equation. Lowson's method is used to predict the acoustic source. A centrifugal impeller and wedge introduced by Weidemann are used in the numerical calculation and the results are compared with the experimental data. Reasonable results are obtained not only for the peak frequencies but also for the amplitudes of the tonal sound.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
• /
• pp.447-450
• /
• 2004

선박에서 발생하는 소음 가운데 수중 추진기 소음은 가장 우세한 소음이다. 추진기 소음은 소나에 의해 적을 탐지하는 군용 선박에 경우 생존과 직결된 문제가 되며 쾌적함과 정숙성을 요구하는 여객선의 경우에서도 중요한 문제로 대두되고 있다. 이러한 중요성과 필요성에 따라, 본 연구에서는 수중 추진기의 비공동 및 공동 소음을 수치적으로 해석하였다. 수중 추진기 소음 해석을 위해 유동 해석이 선행되어야 하며 이는 포텐셜을 기반으로 한 패널법을 이용하여 해석한다. 소음 해석은 시간 영역 음향상사법을 이용하였으며, 공동 소음은 홀극 음원으로 모사하여 해석하였다. 또한 향후 수중 추진기의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 해석을 위한 기초연구로서 Eulerian-Lagrangian 접근법을 이용하여 수중익에서의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동과 소음을 예측하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.261-269
• /
• 2021

공동 유동과 이로 인한 소음에 관한 대부분의 기존 연구들은 효율성이라는 장점 때문에 비압축성 가정의 검증 없이 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes 방정식에 기반한 수치 해석 방법을 사용하고 있다. 하지만 지금까지 비압축성 가정이 공동 유동과 소음의 예측에 미치는 영향에 대한 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 날개 끝 와류공동 유동과 소음에 대한 유체의 압축성 영향을 고찰하기 위하여 날개 끝 와류 공동을 대상으로 비압축성 기반의 해석과 압축성 기반의 해석을 모두 수행하고, Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) 음향상사법을 적용하여 공동 소음을 예측하고 비교하였다. 상류 방향의 유동 영향을 고려하기 위하여, 스큐각이 17°인 수중 추진기를 장착한 DARPA Suboff 잠수함 몸체를 고려하였다. 해석 영역은 실험결과와의 비교를 위하여 선박해양플랜트연구소에서 보유하고 있는 대형 캐비테이션 터널의 시험부와 동일하게 설정하였다. 날개 끝 와류 공동을 정확하게 예측하기 위하여 고정확도의 비정상 상태 지연박리와류모사 해석방법을 적응형 격자 기법과 연계하여 사용하였다. 압축성 유동 해석기법을 이용하여 예측한 음향 스펙트럼이 실험결과와 더 일치하는 결과를 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
• /
• pp.196-201
• /
• 1995

The broadband and discrete sources of sound in small cooling fans of propeller type and centrifugal type were investigated to understand the turbulent vortex structures from many bladed fans using ANSI test plenum for small air-moving devices (AMDs). The noise measurement method uses the plenum as a test apparatus to determine the acoustic source spectral density function at each operating conditions similar to real engineering applications based on acoustic similarity laws. The characteristics of fans including the head rise vs. volumetric flow rate performance were measured using a performance test facility. The sound power spectrum is decomposed into two non-dimensional functions: an acoustic source spectral distribution function F(St,.phi.) and an acoustic system response function G(He,.phi.) where St, He, and .phi. are the Strouhal number, the Helmholtz number, and the volumetric flow rate coefficient, respectively. The autospectra of radiated noise measurements for the fan operating at several volumetric flow rates,.phi., are analyzed using acoustical similarity. The rotating stall in the small propeller fan with a bell-mouth guided is mainly due to a leading edge separation. It creates a blockage in the passage and the reduction in the flow rate. The sound power levels with respect to the rotational speeds were measured to reveal the mechanisms of stall and/or surge for different loading conditions and geometries, for example, fans installed with a impinging plate. Lee and Meecham (1993) studied the effect of the large-scale motions like impinging normally on a flat plate using Large-Eddy Simulation(LES) and Lighthill's analogy.[ASME Winter Annual Meeting 1993, 93-WA/NCA-22]. The dipole and quadrupole sources in the fans tested are shown closely related to the vortex structures involved using cross-correlations of the hot-wire and microphone signals.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
• /
• pp.421-426
• /
• 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.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
• /
• pp.461-464
• /
• 1998

수중 프로펠러의 비공동 소음을 수치적으로 해석하였다. Ffowcs Williams-Hawkings 형태의 음향상사 방정식을 시간영역에서 해석하였으며 임의의 형상과 하중조건을 가지는 프로펠러의 소음 예측이 가능하도록 하였다. 또한 좌표계 변환을 통해 관찰자에 대해 상대적 운동이 있는 경우에도 소음 예측이 가능하도록 하였다. 균일/비균일 유입류 조건을 갖는 수중 프로펠러에 대해 소음 해석을 수행하였고 각각의 조건에 대해 음원별 소음 강도와 방향성을 예측하였다. 수치 해석결과 프로펠러 표면상의 압력 변화에 따른 비정상 하중에 의한 이중극 소음이 지배적인 것으로 나타났다. 이러한 음원별 접근법은 수중 프로펠러의 운용시 지배적인 소음원을 구별하고 그 특성을 파악하여 적절한 소음 제어책을 마련하는 기반이 될 것이다.

• 한국음향학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.153-162
• /
• 2014

경험적 음향하중 예측 방법은 우주 발사체 상단 페어링에 가해지는 음향하중을 예측하는 방법으로 상사성 원리를 기반으로 한 제트 실험 데이터를 기반으로 한다. 대표적인 경험적 예측기법인 DSM-II(Distributed Source Method-II)는 제트 화염 축을 따라 소음원을 배치하는 방법이다. 그러나 이러한 경험적 예측 모델은 자유제트 실험 결과를 기반으로 하였기 때문에 실제 상황에 존재하는 충돌 소음원을 고려하기 어렵다는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 예측 방법에 충돌 소음원을 추가 배치함으로써 충돌 제트 효과를 반영하는 예측 방법을 제안하였다. 이를 위하여 소음원의 위치, 스펙트럼, 세기, 방향성 특징을 고려하였으며 KSR-III(Korean Sounding Rocket-III) 로켓에 대한 음향 하중 예측 결과를 기존 예측 방법 및 실험 결과와 비교하였다.

• 소음진동
• /
• 제6권6호
• /
• pp.755-762
• /
• 1996

An acoustic transmission loss analysis method for mufflers with complex geometry is developed using MSC/NASTRAN on the basis of acoustic-structural analogy and two-microphone method. In this study, mufflers with simple and complex shapes are analyzed using this method and compared with theoretical and experimental results to verify it. Applying this method to design of discharge muffler in a rotary compressor, we obtained 2dB(A) of noise reduction in the range of lower than 1300Hz. Futhermore, adopting this technique for a suction muffler in reciprocal compressor, more than 10dB(A) noise reduction at 500Hz, and in total, 3dB(A) noise reduction is achieved.