환경소음에 관한 연구는 주로 소음노출지역에 대한 소음 측정 및 사회적 조사(Social Survey)를 토대로 이루어 졌다. 이는 장기간 소음에 노출된 사람에 대한 소음평가의 수단뿐만 아니라 소음관련 법안 제정에 있어서 규제치를 결정하는 기준으로도 사용될 수 있다. 이에 반하여 본 논문에서는 소음에 대한 순간적인 반응 즉, 짧은 순간의 소음노출에 대한 주관적 반응을 알아보고자 하였으며, 방법적 측면(Methodology)에서의 제약으로 인하여 가상의 음 재현장치의 구성을 통하여 일반인을 대상으로 청감반응실험을 할 수밖에 없다. 먼저 항공기, 기차, 자동차 소음의 샘플을 녹음하여 일련의 신호처리 과정을 통하여 청감반응실험에 사용될 음원을 만들고, 청력검사를 통하여 청각에 이상이 있다고 판단되는 피검자의 데이터는 배제시킨 후 실험을 행하였다. 이러한 청감반응실험을 통하여 소음원의 종류, 성별, 연령, 소음 민감도 등에 따라 소음에 대한 성가심, 불쾌감의 정도는 다르게 나타남을 알 수 있었다.
In this paper, sound radiation of a rotary compressor used in room air-conditioner is investigated. structural eigenmodes are identified through modal test. Since accumulator is found important factor of sound radiation, damping material was added around accumulator to reduce sound radiation level of rotary compressor. As result, sound radiation was reduced to 3 dB.
The noise radiated by the rotary compressor for a room air-conditioner was investigated experimentally. Noise characteristics and structural eigen modes of the compressor were identified through sound tests and modal tests each other. From these tests. we found that the accumulator has a big contribution to the noise radiation. So, various structural modifications for the accumulator were performed and these modification methods were found efficient to the noise reduction from verification tests.
도시 유동인구가 증가함에 따라 도시 환경 소음에 관한 연구의 중요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 교통상황에서 발생하는 이상 소음을 최근 환경 소음 분류 연구에서 높은 성능을 보이는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 분류한다. 구체적으로는 타이어 제동 마찰음, 자동차 충돌음, 자동차 경적음, 정상 소음 네 개의 클래스에 대하여 합성곱 신경망을 이용하여 분류한다. 또한, 실제 교통 상황에서의 환경잡음에 강인한 분류 성능을 갖기 위해 빗소리, 바람 소리, 군중 소리의 세 가지 환경잡음을 설정하였고 이를 활용하여 분류 모델을 설계하였으며 3 dB SNR(Signal to Noise Ratio) 조건에서 88 % 이상의 분류 성능을 가진다. 제시한 교통 소음에 대하여 기존 선행연구 대비 높은 분류 성능을 보이고, 빗소리, 바람 소리, 군중 소리의 세 가지 환경잡음에 강인한 교통 소음 분류 모델을 제안한다.
대형 상용차용 내연기관에서 방출되는 소음의 음압 레벨은 경우에 따라 140dBA 이상으로 환경소음 배출규제에 부합되는 배출 소음을 위하여는 소음기의 적절한 설계가 필요하다 하겠다. 소음기는 방출 소음을 저감시키는 기본적인 작용 이외에 엔진의 효율을 저하시키는 배압(back-pressure) 상승의 효과를 동반할 뿐만 아니라 차체에의 장착을 위하여 크기와 무게의 제약을 받는다. 따라서 소음기는 설계자의 경험과 과거에 사용되어 온 소음기에 대한 이해, 소음기를 구성하는 단위 요소에 대한 음향학적 해석이론, 제작 과정에서의 경험과 튜닝 등에 바탕을 두고 설계되어져 왔다. 본 연구에서는 대형 상용차에 장착되는 기존 소음기 구성요소의 투과 손실(Transmission Loss: TL)을 전달 행렬법으로 해석하여 음향학적 특성을 규명하고 개별 소음기 요소에 대한 기존의 연구 결과를 바탕으로 공명기와 다공 요소를 이용하여 기존 소음기를 재설계함으로써 배출 소음의 저감을 이루어 나간 과정을 소개하고 이를 적용 사례를 중심으로 살펴보고 있다. 소음기의 설계를 위하여 고려할 수 있는 음향학적 요소는 그 기능과 형태면에서 다양하나 본 연구에서는 대형 상용차용 소음기에 주로 사용 가능한 공명기와 다공관을 주된 설계요소로 생각하였다. 공명기는 공명 주파수 대역의 소음을 저감하는 역할을 하므로 일정한 엔진 회전수 하에서 엔진의 방출 소음중 폭발 성분에 의한 소음을 줄이는데 효과적으로 사용될 수 있지만 가속 주행시에는 회전수(rpm)의 변화에 따라 폭발 주기가 변화하게 되므로 공명기의 설계에 주의를 기울여야 한다. 내연 기관용 소음기에 빈번하게 쓰이는 다공 요소의 해석 방법으로는 Sullivan[1], Kim and Yoon[2] 등의 분할 접근 방법(Segmentation approach)과 Jayaraman and Yam[3], Munjal[4], Peat[5] 등의 연성 제거 방법(Decoupling Approach)등이 제시되었고 평면파 영역에 한하여 해서되어져 왔다. 본 논문에서는 분할 접근 방법(Segmentation Approach)을 이용하여 다공 요소로 이루어진 소음기를 해석하는데 적용하였다.
광주공항 주변의 항공기 소음 도를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 공항주변지역 항공기소음도는 우산동, 송대동, 신촌동에서 85 WECPNL 전후로 심각한 상태를 보이고 있으며, 덕흥동, 치평동, 본덕동은 소음피해예상한도 이내를 나타내고 있다. 2) 주거 밀집지역의 항공기소음도는 소음피해예상 기준인 80 WECPNL 보다 낮았으나, 군용기가 민항기에 비해 10 WECPNL 정도 높았고, 우산지구가 높게 나타났다. 3) 일반적으로 민간항공기에 비하여 군용기의 주파수 스펙트럼이 1000-2000Hz 대역에 치우쳐 있으며, 그 소음레벨도 약 20dB이상 높은 것을 알 수 있었다. 이러한 이유로 인하여 군용기의 소리가 훨씬 더 날카롭고 크며, 소리에 대하여 더 민감한 반응을 일으키는 주파수 대역에서 발생한다는 것을 알 수 있었다.
풍력터빈 블레이드에서 발생하는 공력소음원의 위치 특성을 파악하기 위해 마이크로폰 어레이를 사용하여 소음원 풍동시험을 수행하였다. 풍동시험은 KARI 중형 아음속풍동에서 수행되었으며, 소음원의 위치파악을 위해 시간영역 회전체 빔포밍기법을 사용하였다. 기존 시간영역 회전체 빔포밍 기법의 경우 시험데이터 해석에 많은 시간이 소요되나, 본 논문에서는 원통형 좌표계에서 회전각 격자간격과 해석기간 간격 사이의 상관조건을 도입하여 데이터 해석시간을 기존 방법 대비 1/5로 단축하였다. 시험결과 나타난 주파수에 따른 블레이드 공력소음원의 위치 특성은 2kHz 이하 대역에서는 블레이드 반경 80% 부근에 주소음원이 위치하며, 4kHz 이상 대역에서는 블레이드 끝단 부근에 주 소음원이 위치하고 있다.
Water tunnel에서 반향음의 영향을 효과적으로 배제하고 수중 소음원의 위치 및 소음 수준을 계측하기 위하여 하이드로폰 어레이 시스템을 개발하였다. 계측 시스템의 신호 대 잡음비를 개선하기위해 48채널의 하이드로폰 어레이를 사용하였고, 당사 고유의 하이드로폰 설치 방법을 개발하였다. 개발된 설치 방법은 터널 벽면의 난류 변동 압력의 영향을 감소시켜 200Hz-1KHz 영역에서 통상적이 설치 방법 대비 약 20㏈ 의 신호 대 잡음비 개선 효과를 얻었다. 또한 40KHz 이상의 주파수까지의 수중 방사 소음 계측을 위하여 100kS/s의 고속 동시 데이터 획득 장치를 개발하였다. 개발된 하이드로폰 어레이 시스템은 성능 시험을 통하여 20KHz 이내의 주파수 영역에서 단일 소음원의 위치를 비교적 정확하게 찾아낼 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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