The Helmholtz resonator is one of noise control elements widely used in many practical applications. However the resonator array system, which is sometimes used to reflect or absorb low frequency noise, has not been well studied. We have investigated the difference in sound absorption of the Helmholtz resonator array panel caused by change in the resonator arrangement. Experiments and numerical calculations for various Helmholtz resonator array panels are carried out and the results are compared each other. The comparisons show that the acoustic coupling between closely located resonators affects the performance of the sound absorbing system. Particularly, the distance between resonators has a significant effect on the broadness of the sound absorption coefficient.
문서 클러스터링은 정보검색 시스템에서 검색과정의 효율성을 향상시키기 위해서 많이 사용된다. 기존의 K-means 클러스터링과 같은 거리-기반 접근 방법은 거리에 대한 척도를 정해야 하는 문제가 있고, 또한 전체 자질 공간에서 지역적 특성에 민감하기 때문에 문서 내에 노이즈가 존재할 경우 만족스러운 결과를 내지 못할 수 있다. 그리고 기본적으로 문서 데이터는 희소성(sparseness)을 가기 때문에 정규 분포를 가정한 mixture 모델을 적용하기도 어려움이 있다. 본 논문에서는 Helmoholtz machine에 의한 문서 클러스터링 방법을 제안한다. 제안되는 방법에서는 하나의 문서를 어떤 내재적인 요인(factor)들의 다양한 결합에 의한 결과로 가정하는데, 이 때의 요인은 주제어 집합 또는 적어도 의미적으로 유사한 단어들의 집합이다. 그리고 기본적으로 Helmholtz machine은 이진 데이터를 다루는데, 텍스트 문서에 나타나는 단어들의 빈도를 고려하기 위해 수정된 Helmholtz machine을 제시한다. TREC-8 adhoe 데이터와 20 Newsgroup 문서 집합에 대한 클러스터링 실험 결과, 제안된 방법이 K-means 알고리즘에 비해 우수한 성능을 보였으며 주제어 추출을 통해 문서 집합의 전체 내용 파악을 용이하게 하는 특성이 있었다.
The effect of external leakage on the acoustic performance of Helmholtz resonators is experimentally and numerically investigated. The transmission loss of the Helmholtz resonator with a circular perforated hole is measured by using an impedance tube setup. The experimental results are then compared with one-dimensional analytical and three-dimensional numerical results. As the size of the hole increases, the peak of the transmission loss shifts to higher frequency, especially for the holes on the cavity. While the transmission loss is almost independent of the location of the hole on the cavity, the impact of the hole location on the neck on the transmission loss is not negligible. The results show that one-dimensional analytical method can predict the overall trends, whereas three-dimensional numerical method is necessary for more accurate predictions.
Helmholtz resonator is widely used acoustic instrument which has high absorption characteristics at its resonance frequency. Particularly it maintains good performance even in the low frequency region that is difficult to control by general porous absorptive materials. However, under severely high sound pressure level, the absorption characteristics are changed by increase of resistance due to nonlinear behavior of neck impedance. Because of this nonlinear behavior, it is difficult to obtain the expected absorption performance under high sound pressure environment. Thus, in order to prevent excessive rise of resistance, the resonator with neck having cross section dimension decrease away from the entry of the resonator cavity could be suggested. This paper introduces the experiment method and results about nonlinear characteristics of Helmholtz resonator with tapered neck and proposes the approximate nonlinear impedance model.
The wave propagation characteristics of an acoustic metamaterial composed of periodically repeated one-dimensional Helmholtz resonator array was investigated considering the effects of dimensional changes of the resonator geometry on the transmission coefficient and band gap. The effective impedance and transmission coefficient of the acoustic metamaterials are obtained based on the acoustic transmission line method. The designed acoustic metamaterials exhibit band gaps and negative bulk modulus that are non-existent properties in the nature. The band gap of the acoustic metamaterial is strongly dependent on the geometry parameters of Helmholtz resonators and lattice spacing. Also, a new type of metamaterial that is periodically constructed with two different resonators was designed to open the local resonance band gap without change of Bragg scattering.
일반적인 기하학적 경계와 해저 지형을 가진 항만에서 해수 고유 진동 특성의 수치해석을 위하여 유한요소법이 응용되었다. 지배 방정식인 Helmholtz방정식을 일반화된 매트릭스 고유치문제로 변환하는데 표준유한요소과정을 사용하였다. 고유주기와 고유진동모우드의 수치해를 얻기위한 컴퓨터 프로그램이 개발되었고, 고유치의 수치해석과정에서 수치적 특이성을 취급하기 위해 고유치 이동기법이 고안되었으며, 수치적 악조건을 극복하기 위해서는 행렬원소의 축척화가 효과적임을 알았다. 수치예로서 먼저 해석해를 알 수 있는 경우를 해석하여 수치해와 해석해를 비교해 봄으로써 작성된 컴퓨터 프로그램의 유용성을 확인하였고, 일반적인 경계 조건과 임의 수성의 실제 항만에 유한요소 해법을 적용하여 성공적으로 고유진동의 해를 구하였다.
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.
장주기파(長週期波)의 침입(侵入)에 의한 항내(港內) 수면교란(水面攪亂) 현상(現象)을 분석(分析)하기 위하여 동해항(東海港)의 항외(港外), 항입구(港入口) 및 항내(港內)의 4개(個) 정점(定點)에서 약 1개월간(1992. 2~3) 수압식(水壓式) 파고계(波高計)를 이용하여 현장관측(現場觀測)을 실시(實施)하였다. 관측자료(觀測資料)의 스펙트럼 분석(分析) 결과(結果) 동해항(東海港)의 Helmholtz natural period는 약 17.1분, 제(第)2 첨두주기(尖頭週期)는 약 5.5분이 되는 것으로 나타났다. Helmholtz natural period에서의 증폭비(增幅比)는 약 10으로 영일제(迎日濟)의 약 2에 비해 상당히 크게 나타났으나 관측기간중(觀測期間中)의 항내(港內)에서의 해수의(海水位) 변위(變位) 진폭(振幅)은 약 10cm로 비교적 작은 것으로 나타났다.
3-차원 원통 구조의 공명관에 Krylov-Schur 순환 법을 적용하였다. 균질한 메질에서 공명파의 세기를 기술하는 벡터 Helmholtz 방정식을 FEM을 이용하여 분석하였다. 고유 방정식은 사면 배위 구조 요소의 변-접선 벡터에 기반을 두어 구성하였다. 이 방정식은 Helmholtz 작용자의 curl-curl과 연관된 정방형 행렬들로 이루어져 있다. 고유-값들과 고유-모드들은 이들에 대하여 Krylov-Schur 순환 법을 적용하고, Schur 행렬의 대각 성분들과 변환 행렬들로 부터 구하였다. 결과로써 이들 고유-값과 고유-모드 쌍들을 시각적으로 묘사하였다. 그리고 각각의 경계조건에 따른 고유-쌍들을 서로 비교하였다.
The Helmholtz equation represents acoustic or electromagnetic scattering phenomena. The Method of Lines are known to have many advantages in simulation of forward and inverse scattering problems due to the usage of angle rays and Bessel functions. However, the method does not account for the jump phenomena on obstacle boundary and the approximation includes many high order Bessel functions. The high order Bessel functions have extreme blow-up or die-out features in resonance region obstacle boundary. Therefore, in particular, when we consider shape reconstruction problems, the method is suffered from severe instabilities due to the logical confliction and the severe singularities of high order Bessel functions. In this paper, two approximation formulas for the Helmholtz equation are introduced. The formulas are new and powerful. The derivation is based on Method of Lines, Huygen's principle, boundary jump relations, Addition Formula, and the orthogonality of the trigonometric functions. The formulas reduce the approximation dimension significantly so that only lower order Bessel functions are required. They overcome the severe instability near the obstacle boundary and reduce the computational time significantly. The convergence is exponential. The formulas adopt the scattering jump phenomena on the boundary, and separate the boundary information from the measured scattered fields. Thus, the sensitivities of the scattered fields caused by the boundary changes can be analyzed easily. Several numerical experiments are performed. The results show the superiority of the proposed formulas in accuracy, efficiency, and stability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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