The present work describes the prediction method for the unsteady flow field and the acoustic pressure field of a ducted axial fan. The prediction method is comprised of time-marching free-wake method, acoustic analogy, and the Kirchhoff-Helmholtz BEM. The predicted sound signal of a rotor is similar to the experiment one. We assume that the rotor rotates with a constant angular velocity and the flow field around the rotor is incompressible and inviscid. Then, a time-marching free-wake method is used to model the fan and to calculate the flow field. The force of each element on the blade is calculated by the unsteady Bernoulli equation. Lowson's method is used to predict the acoustic source. The newly developed Helmholtz-Kirchhoff BEM lot thin body is used to calculate tile sound field of the ducted fan. The ducted fan with 6 blades is analysed and the sound field around the duct is calculated.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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v.18
no.1
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pp.48-55
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2017
Aeroacoustic computation of a fully-developed turbulent pipe flow at $Re_{\tau}=175$ and M = 0.1 is conducted by LES/LPCE hybrid method. The generation and propagation of acoustic waves are computed by solving the linearized perturbed compressible equations (LPCE), with acoustic source DP(x,t)/Dt attained by the incompressible large eddy simulation (LES). The computed acoustic power spectral density is closely compared with the wall shear-stress dipole source of a turbulent channel flow at $Re_{\tau}=175$. A constant decaying rate of the acoustic power spectrum, $f^{-8/5}$ is found to be related to the turbulent bursts of the correlated longitudinal structures such as hairpin vortex and their merged structures (or hairpin packets). The power spectra of the streamwise velocity fluctuations across the turbulent boundary layer indicate that the most intensive noise at ${\omega}^+$ < 0.1 is produced in the buffer layer with fluctuations of the longitudinal structures ($k_zR$ < 1.5).
The present study numerically investigates the glottal airflow characteristics as well as acoustic features of phonation fully coupled with dynamic behavior of vocal folds. The vocal folds are described by a low-dimensional body-covered model characterized by bio-mechanical parameters such as glottal width, vocal folds stiffness, and subglottal pressure. The flow in the vocal tract is modeled as an incompressible, axisymmetric form of the Navier-Stokes equations (INS), while the acoustic field is predicted by the linearized perturbed compressible equations (LPCE). The computed result shows that a two-mass model of vocal folds is sufficient to reproduce temporal variations in oral airflow and glottis motion produced by female speakers. It is also found that i) the glottal width has a significant effect on the amplitude of glottal flow, and thus on the amplitude of acoustic wave in the vocal tract, ii) the vocal fold tension is the main control parameter for the fundamental frequency of phonation, iii) the subglottal pressure plays an appreciable role on reproduction of the self-sustained oscillation of vocal folds, and iv) the strength of pulsating airflow and vortical structures are primarily affected by glottal width and subglottal pressure, and are closely related to pitch, loudness, and voice quality. Finally, more comprehensive explanation about the difference between one- and two-mass models is presented with discussion of effectiveness of vocal folds oscillation and voice quality.
This paper introduces the process of reducing the automobile wind noise by using acoustic holography. First, a microphone array scans a side or plane under an automible step-by-step. Second, a pressure on a source plane is calculated. Third process is to analyze how much individual sources contribute to interior noise. Fourth process is to control important noise sources determined by the contribution analysis. This paper deals with the entire process, theoretical and experimental problems.
Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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1993.06a
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pp.210-214
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1993
There are two general techniques to observe particle movements in fluid. One is the acoustic time domain correlation technique and another is the frequency domain Doppler-shift techniques. Both techniques were reviewed and mentioned their some merits and demerits in ocean wave and current observation. Some possible application of acoustic time domain correlation technique in ocean wind wave measurement was discussed.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2005.05a
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pp.318-321
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2005
In vibro-acoustic analysis, the commercial CAE tools, such as SYSNOISE, is usually used to take into account of the coupled effects of fluid acoustics and structural vibration. The acoustic field can be solved by either FEM or BEM, while the vibration field is usually solved by FEM. The interior or exterior acoustic problems with the coupled effects of the structural boundary could be solved by the commercial tools. The commercial tools, however, could not solve the problems in case that both the interior and exterior acoustic field is coupled with the structural boundary. In this paper, a realistic method based on FEM/BEM coupling scheme is presented to analyze the acoustic radiation from the internal source in a chamber to external acoustic field through elastic structural boundary. Several numerical examples are implemented to validate the developed program.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.25
no.1
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pp.33-39
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2015
This paper investigates the underwater acoustic radiation from a periodically stiffened cylindrical shell excited resiliently mounted machinery. Underwater acoustic radiation is important to a submarine. Generally, submarine structure can be modeled as stiffened cylindrical shell immersed in water. Analytical model is derived for the far-field acoustic radiation from machinery installed inside cylindrical shell. The analytical model includes the effect of fluid loading and interactions between periodic ring stiffeners. Transmitted force from machine to a shell through isolator can be different by the impedance of shell. In this paper the effect of a shell impedance for acoustic radiation is investigated. Impedance of a shell should be considered if thickness of a shell is thin.
As micro-electronic devices are getting miniaturized, technology that can manage the temperature of confined area is required. On these demands, microchannel heat exchanger is suggested as promising solution. However, due to laminar flow created inside the microchannel with high Reynolds number suppresses diffusion based natural convection, leads to low heat transfer performance of microchannel. This paper shows how acoustic streaming flow enhances the heat transfer performance inside the microchannel without using additional structure or nanoparticle inside the straight microchannel and fluid numerically. Various parameters, such as Reynolds number (Re), initial displacement (ξ) was adopted to evaluate the influence of acoustic streaming flow. The results showed that acoustic streaming flow can disturb the thermal boundary, by creating the micro-vortex inside the straight-microchannel and enhance the heat transfer performance.
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.21
no.4
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pp.422-428
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2018
Increase in use of lightweight structures, coupled with the increased acoustic loads resulting from larger and longer range guided missiles, has made missile more susceptible to failures caused by acoustic loads. Thus, accurate prediction of acoustic environment and the response is becoming ever more important for mission success. In this paper, the acoustic response of a sandwich composite skin structure to diffuse acoustic excitation is predicted over a broad frequency range. For the low frequency acoustic analysis, coupled FE-BEM method is used where the structure is modeled using FEM and the interior and exterior fluid is modeled using BEM. For the high frequency region, statistical energy analysis is applied. The predicted acoustic level inside the structure is compared with the result from acoustic test conducted in reverberation chamber, which shows very good agreement.
In this paper, the flow performance and aero-acoustic noise generated by the target centrifugal fan system were investigated numerically and experimentally. Also, the numerical method for Computational Aero-Acoustics were evaluated by comparing each method. To analyze the performance of the centrifugal fan experimentally, the acoustic power level was measured in the semi-anechoic chamber using microphones, and the active frequency range for the noise performance was identified and that frequency range was applied for Computational Aero-Acoustics (CAA) techniques as sampling frequency. Then, Navier-Stokes equation and the Ffowcs Williams&Hawking equations were used to analyze the flow and sound power numerically, respectively, and a virtual acoustic radiation plane was designed and used for the implementation of the sound field. The accuracy and numerical characteristics of the numerical methods were validated by comparing simulated acoustic power levels with acoustic power levels measured.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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