• 제목/요약/키워드: 음향학적 상사

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수치기법을 이용한 원심홴 소음의 음향학적 상사법칙 적용 (An Application of the Acoustic Similarity Law to Centrifugal Fan Noise by Numerical Calculation)

  • 전완호;이덕주
    • 소음진동
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    • 제9권5호
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    • pp.955-965
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    • 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.

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모형연소실에 장착한 헬름홀츠 공명기의 흡음특성에 관한 연구 (A Study on the Acoustic Absorption Character of a Helmholtz Resonator in Model Chamber)

  • 박주현;손채훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.399-402
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    • 2009
  • 로켓엔진 연소기의 음향 불안정 억제를 위해 헬름홀츠 공명기의 음향학적 최적 설계 설계조건을 실험적, 해석적으로 연구하였다. 표준 음향시험 절차에 따라 음향파관에 공명기를 장착하여 음향파응답 신호를 측정하였다. 측정된 신호를 토대로, 흡음계수를 계산하였고, 이로부터 공명기의 음향감쇠 성능을 파악하였다. 헬름홀츠 공명기를 스프링-댐퍼 시스템으로 상사하여, 음향학적 감쇠성능을 이해하였다. 헬름홀츠 공명기의 설계변수로 목의 길이와 공동의 크기 등을 선택하였다. 공동의 크기가 커질수록 흡음성능이 증가하였고, 목 길이가 길어질수록 흡음성능이 감소하였다.

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소형 송풍기 소음의 음향학적 상사성에 관한 연구 (Acoustical Similarity for Small Cooling Fans Revisited)

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

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능동 가진을 이용한 원형 제트에서의 유동 소음 제어 (Control of Flow-Induced Noise from a Round Jet using Active Excitation)

  • 김정우;차성대;최해천
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.798-803
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    • 2003
  • The objective of the present study is to investigate the changes in the acoustic source characteristics and far-field noise propagation in an incompressible round jet at Re=10000 for single-frequency excitations using large eddy simulation and Lighthill acoustic analogy. We apply excitations at a frequency corresponding to the jet-column mode ($St_{D}=0.85$) or maximum growth rate in the shear layer ( $St_{\theta}=0.017$ ). The acoustic source derived from the Lighthill acoustic analogy is the second spatial derivative of the Reynolds stresses. In the case of $St_{D}=0.85$, vortex ring and large scale structures are dominant sources, whereas in the case of $St_{\theta}=0.017$, the main sources are located at an upstream position along the shear layer than in the uncontrolled case. Also, the far-field noise propagates along the axial direction due to excitation.

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구 주위의 유동으로 인해 발생하는 유동 소음의 특성 (Characteristics of Flow-Induced Noise around a Sphere)

  • 윤기웅;최해천
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.810-815
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    • 2003
  • Flow-induced noise propagated from flow over a sphere is numerically investigated for laminar flow at Re = 300 and 425, and for turbulent flow at Re = 3700 and $10^4$, where the Reynolds number is based on the freestream velocity and the sphere diameter. The numerical method used for obtaining the flow over a sphere is based on an immersed boundary method in a cylindrical coordinate system. The Curle’s solutions of the Lighthill’s acoustic analogy with and without the far-field and compact-source approximation are used in order to investigate the noise field from flow over a sphere. Since the drag and lift forces change irregularly in time at Re = 425, 3700 and $10^{4}$, the noise propagates in a complicated manner. At Re = 300, 425 and $10^{4}$, the noise from dipole sources is much larger than that from quadrupole sources. On the other hand, at Re = 3700, the quadrupole source becomes dominant. The temporal variation of the flow-induced noise around a sphere is obtained at some observation points, which shows that the peak frequency corresponds to the Strouhal number associated with the wake instability.

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모형 가스터빈 연소기의 기초 연소특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study of Combustion Characteristics in a Model Gas Turbine Combustor)

  • 이장수;김민기;박성순;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.263-266
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    • 2009
  • 본 연구는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기를 축소 제작한 모형 가스터빈 연소기의 연소 동특성 및 연소불안정 현상을 알아보고 위해 진행되었다. 모형 연소기에 사용된 연료노즐은 1/3 크기로 상사하여 제작되었으며, 실제 연료노즐과 동일한 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질수 있도록 설계되었다. 실험은 공기온도 $200{\sim}400^{\circ}C$, 대기압, 노즐출구 속도 $30{\sim}75\;m/s$, 당량비 $0.4{\sim}1.2$, 연소실 길이 $375{\sim}700\;mm$,에서 이루어졌으며, 그 결과 소염영역 근처의 저 당량비 영역과 당량비 1.1 이상인 연료 과농 상태에서 연소 불안정 현상이 관찰 되었다.

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GE 7FA+e DLN-2.6 연소기를 모사한 모형 가스터빈 연소기의 연소불안정 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Investigation of Combustion Characteristics in a Model Combustor by Reproduction of GE 7FA+e DLN-2.6 Gas Turbine)

  • 김민기;이장수;박성순;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.231-235
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 실제로 서인천 발전본부에서 운용하고 있는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기의 연소특성과 배기배출물에 대한 제어 연구를 소개하고 모형 가스터빈 연소기의 연소동특성 및 연소불안정 현상을 확인하고자 한다. 모형 연료노즐은 실제의 1/3 크기로 상사하여 제작되었고, 실제 노즐과 동일한 각도의 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질 수 있도록 설계되었고 실험은 공기온도, 노즐출구 속도, 당량비, 연소실 길이를 변수로 이루어졌으며, 그 결과 연소실의 연소불안정 mode는 각각의 실험 변수에 따라서 연소실의 공진주파수의 영향, 연소온도와 공기-연료 혼합기 분포에 의해서 mode가 전이되는 현상을 확인하였다.

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