캐비테이션 터널에서 소음계측 실험의 주 목적은 프로펠러 소음레벨 계측과 소음원의 위치 판별이다. 한국해양연구원의 소음계측 실험용 "저소음 대형 캐비테이션 터널"의 기초연구의 일환으로 소음계측 실험이 동 연구원의 소형 캐비테이션 터널에서 수행되었다. 본 실험에서는 프로펠러 캐비테이션이 발생할 수 있는 반류조건을 만들기 위해 반류 생성용 모형체(dummy body)를 제작하였고, 유동장 내의 청음기에 의한 자체소음을 줄이기 위해 유선형으로 설계된 하이드로포일내에 청음기 배열을 설치하였다. 다양한 압력조건에서 발생한 소음장과 가상 음원의 복제음장을 계측한 후, 소음원의 위치를 추적하기 위해 주파수 비상관 Bartlett 프로세서를 적용하였다. 본 논문에서는 수행된 소음계측 시험에 대해 기술하고, 계측된 소음의 분석 및 위치추적 결과를 제시한다.
본 연구는 높은 유속에서 다공형 소음기의 성능 시험을 통하여 유속의 영향 을 검토하고 이피던스 모델에 관하여 평가하기 위한 것이다. 유속이 높은 경 우에는 유동에 의한 자체 소음(self noise)이 크기 때문에 실험에 많은 어려 움이 따르게 되므로 지금까지 최대 통과유속의 마하수가 0.2를 넘지 못하였 다. 그러나 본 연구에서는 실험 장치에 세밀한 주의를 기울여 마하수 0.3까 지 실험하였으며, 실험결과를 이미 발표된 임피던스 모델[6]을 이용한 이론 예측과 비교 검토하였다.
전력용 변압기 시험의 여러항목 중 소음은 변압기 자체의 설계 및 함께 사용되는 냉각장치들 관련 고려되는 항목들 중 하나로서 특히 그 설치장소와 관련이 되는 값이다. 전력용 변압기의 소음측정에 관한 표준으로서는 IEC 60076-10 및 IEC 60076-10-1이 있다. IEC TC14 기술위원회는 최근 IEC의 전력용변압기 표준들 중 IEC 60076-10 소음측정 및 IEC 60076-10-1 소음측정지침의 개정안을 완료하였으며 곧 발효할 예정이다. 본 글에서는 IEC 표준의 개정안의 내용에 대하여 고찰을 하였다.
건설현장의 특성상 굴착공사는 필수공정이고 비록 말뚝공사가 없다할지라도 암반굴착 등 진동소음 발생여지는 언제나 존재하고 있다고 할 수 있다 이에 대한 국부적인 암반발파, 파쇄에 따른 소음감소 또한 큰 문제를 야기할 수 있다. 건설현장 자체적으로 민원 발생에 대비하여 인접 주택 지점에서 소음 계측을 하고 허용값 초과 여부를 판단하는 실행을 하고 있으나 주민이 느끼는 체감 소음은 조금 다를 수도 있어서 민사소송으로까지 확대되어 현장경영 및 공정에 큰 타격을 가하고 회사 이미지 실추로까지 이어질 수 있고 막대한 보상비 지급이 뒤따를 수도 있는 상태로까지 확대될 수 있다.(중략)
기계의 진동.소음은 환경요인과 함께, 기계의 정밀도 향상 및 고장진단과 관련, 기계공학의 중요분야이다. 특히, 전동기(motor)는 많은 기계의 동력원으로서 진동.소음의 1차적 원인을 제공하고 있어, 자체적으로도 저감되어야 함은 물론이며, 감속기등 전동기와 연결되어 사용되는 기계의 진동.소음 발생의 직접적인 원인을 제공하므로 전동기의 진동, 소음 특성은 보다 명확히 밝혀져야 한다. 전동기는 내부에 회전자와 고정자가 있는 회전 기계이면서, 전자기력에 의해 구동되는 전기기계이다. 따라서 축정렬불량(misalignment), 불평형(unbalance)등 기계적 요인과 함께, 고정자와 회전자 사이에 존재하는 공극(air-gap)에서 발생하는 전자기적 요인을 해석함으로써 전동기의 진동.소음의 원인을 밝혀볼 수 있다. 각 전동기에 따라 진동.소음의 크기 및 주파수 성분은 달라질 수 밖에 없으며, 특정 부위에 이상이 있는 경우, 전동기의 진동, 소음특성은 크게 달라지므로, 전동기의 진동, 소음에 관한 연구는 실험적 현상을 기초로 해야한다. 이에 본 연구에서는 전동기이 진동.소음을 규명하기 위해, 부하장치를 가진 전동기 구동 실험장치를 구성하여, 전동기 구동에 따른 진동.소음 신호를 획득, 분석함으로써 전동기에서 발생하는 진동,소음의 원인을 추정하였다.
배열센서에 영향을 주는 자체소음은 그 시스템이 설치된 곳에서 발생하는 소음과 해양으로부터 들어오는 주변소음을 포함한 소음으로 정의된다. 수중에서의 탐지를 위한 배열 구조는 표면을 따라 발생되는 유체 유기소음에 많은 영향을 받는다. 본 논문에서는 곡면배열 음향 센서를 설계하기 위하여 유동유기 소음의 영향으로 인한 주파수 밀도 함수의 적분식의 주요 구성요소인 전달함수(transfer function)를 저파수 영역에서 수치해석 하였다. 난류 경계층에서 발생하는 유입 소음은 수정된 Corcos 모델을 이용하였다. 저파수 영역에서의 전달함수의 특성은 고정판의 두께와 밀도가 작아질수록 함수의 적분값은 적어지므로 소음의 영향은 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 Corcos 벽면 압력과 전달함수의 곱에 따른 특성과 주파수 밀도 함수의 곱의 변화를 보였다. 향후 이러한 연구는 무인 잠수정에 탑재할 수 있는 곡면배열 센서의 설계에 응용이 가능하리라 판단된다.
우리나라와 같이 철도의 운행위치와 소음 피해를 받는 수음자 간의 거리가 인접되어 있는 경우, 소음의 전파특성은 과도형상을 나타내는 구간에 속하게 되어 전파중에 나타나는 지표면의 다양한 물리적, 현상과 경계면 등의 이피던스 값등이 많은 영향을 끼치게 된다. 본 연구에서는 철도소음의 소음원 자체에 대한 모델링 기법과, 자유공간을 전파할 때 나타나는 거리감쇠 효과 등을 고려한 음향학적인 연속선음원 및 유한 불연속 선음원 등에 대한 검토가 이루어졌고, 특히, 소음원의 크기에 비교하여 수음자의 위치에 따라 저감되는 음향전파특성을 설명하였다. 또한, 유한한 길이를 가지고 있는 철도차량의 소음원 모델을 이용하여 향후 국내에서 운행되리라 예상되는 고속철도의 음향파워를 산출하였다. 산출된 음향파워로부터 철도변의 소음분포를 도출하였으며 고속철도의 경우 운행시 소음피해가 어느 정도인지를 예상하였다.
산업용 Stack은 높은 위치의 지리적 특징과 낮은 주파수의 음향특성으로 인해 발생소음도 자체를 감소시키는 것이 무엇보다 중요하다. 대표적인 방음대책은 소음기가 있으나 규모가 크고 테스트를 위한 경제적인 부담이 크므로 이론적, 해석적인 검토를 통해 Stack 소음기의 형태를 선정하고 실제 적용 현장에서의 소음기 성능을 측정하여 예측결과를 평가하였다. 산업용 Stack 소음기의 경우 소음기의 구조에 대한 문제 및 저주파 성분이 높은 Stack 소음 특성을 고려하여 조건에 적합한 +형 스프리터 소음기를 설계, 적용하였다. 현장측정결과 문제대역인 저주파 대역에서 뚜렷한 소음감소를 나타내는 것을 알 수 있었다.
미러 하우징에서 발생하는 윈드노이즈는 다양한 종류의 발생원인을 가지고 있다. 'A'-필라 와동과의 간섭으로 발생하는 것에서부터 하우징 자체의 형상 파라미터와 관련한 소음, 작은 부품간의 매칭상태에 따라 불리한 조건에서 발생하는 소음 등이 있다. 본 연구는 제조과정이나 조립과정에서 발생하는 소음이 아닌 순수 형상 변화에 따라 유동장과 소음장에 어떤 변화를 야기하는지에 대한 것으로 한정 지었으며 대표적인 디자인 파라미터 별 유동장과 소음장에 미치는 영향의 대소를 조사하였다. 조사 방법은 상용 CFD 툴인 PowerFLOW 해석을 통해 유동장 및 소음장에 대한 상세한 분석을 수행했으며 미러 디자인 측면에서 참고할 가이드를 제시하고자 했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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