• 제목/요약/키워드: fluid-pipe coupled wave propagation

검색결과 5건 처리시간 0.022초

금속 배관의 연성된 음향 전파 특성 (Characteristics of Coupled Acoustic Wave Propagation in Metal Pipe)

  • 김호욱;김민수;이상권
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제32권3호
    • /
    • pp.267-273
    • /
    • 2008
  • The circular cylinder pipes are used in the many industrial areas. In this paper, the acoustic wave propagation in the pipe containing a gas is researched. First of all, the theory for the coupled acoustic wave propagation in a pipe is investigated. Acoustic wave propagation in pipe can not be occurred independently between the wave of the fluid and the shell. It requires complicated analysis. However, as a special case, the coupled wave in a high density pipe containing a light density medium is corresponded closely to the uncoupled in-vacuo shell waves and to the rigid-walled duct fluid waves. The coincidence frequencies of acoustic and shell modes contribute to the predominant energy transmission. The coincidence frequency means the frequency corresponding to the coincidence of the wavenumber in both acoustic and shell. In this paper, it is assumed that the internal medium is much lighter than the pipe shell. After the uncoupled acoustic wave in the internal medium and uncoupled shell wave are considered, the coincidence frequencies are found. The analysis is successfully confirmed by the verification of the experiment using the real long steel pipe. This work verifies that the coupled wave characteristic of the shell and the fluid is occurred as predominant energy transmission at the coincidence frequencies.

내부 및 외부 유체와 연성된 파이프의 진동 해석 (Vibration of Pipes Coupled with Internal and External Fluids)

  • 유정수
    • 한국음향학회지
    • /
    • 제31권3호
    • /
    • pp.142-150
    • /
    • 2012
  • 도파관유한요소법 (waveguide finite element method, WFEM)은 단면의 형상이 길이방향으로 일정한 도파관 구조물의 진동을 해석하기 위한 수치해석 기법이다. 도파관유한요소법은 2차원 단면만을 FE 모델링하여 길이방향 파동 전파를 해석하므로 기존의 유한요소법에 비해 해석 모델의 크기가 작고 연산 시간이 짧다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 도파관유한요소법을 확장하여 내부 및 외부에 유체가 채워진 도파관 구조물에 대한 진동 해석을 수행하였다. 이를 위해 내부 유체와 도파관 구조물은 WFE로, 외부 유체는 파수경계요소 (waveguide boudnary element, WBE)로 모델링하고 이들을 연성시킨 운동방정식을 제시하였다. 이 방법의 적용 예로써 내부에 물이 채워진 몰수된 파이프의 진동 및 방사 음향 파워를 해석하였다. 내부 및 외부 유체의 유/무에 따른 분산 선도와 가진점 모빌리티 (point mobility)를 구하고 유체 연성의 효과를 살펴보았다.

배관-유체 연성진동을 이용한 누수지점 탐지 알고리듬 개발 연구 (An Algorithm for Leak Locating using Coupled Vibration of Pipe-Fluid)

  • 이영섭;윤동진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
    • /
    • pp.798-803
    • /
    • 2004
  • Leak noise is a good source to identify the exact location of a leak point of underground water pipelines. Water leak generates broadband sound from a leak location and this sound propagation due to leak in water pipelines is not a non-dispersive wave any more because of the surrounding pipes and soil. However, the necessity of long-range detection of this leak location makes to identify low-frequency acoustic waves rather than high frequency ones. Acoustic wave propagation coupled with surrounding boundaries including cast iron pipes is theoretically analyzed and the wave velocity was confirmed with experiment. The leak locations were identified both by the acoustic emission (AE) method and the cross-correlation method. In a short-range distance, both the AE method and cross-correlation method are effective to detect leak position. However, the detection for a long-range distance required a lower frequency range accelerometers only because higher frequency waves were attenuated very quickly with the increase of propagation paths. Two algorithms for the cross-correlation function were suggested, and a long-range detection has been achieved at real underground water pipelines longer than 300m.

  • PDF

매설배관 내의 압축성 유체 누설 위치 검출에 관한 연구 (A Study on the Compressible Fluid Leak Position Detection of Buried Pipelines)

  • 이정한;김형진;윤두병;박진호
    • 한국가스학회지
    • /
    • 제20권5호
    • /
    • pp.40-49
    • /
    • 2016
  • 지하 매설배관을 이용한 유체 수송 중 임의의 배관 위치에서 누설이 발생할 경우 육안 식별의 어려움으로 진동 센서 등을 이용하여 누설 위치를 탐지한다. 이러한 누설 위치 검출 시스템은 물과 같은 비 압축성 유체를 대상으로 센서 간의 신호 도달 시간차와 음파의 전파속도를 이용하여 검출하고 있다. 본 논문에서는 가스와 같은 압축성 유체의 누설 검출을 위한 시스템을 개발하고자 기존 검출 방법을 검토하고, 온도와 압력을 고려한 압축성 유체의 전파속도 식을 개선하고 압축 공기를 이용한 실험 장치를 구축하여 실험 수행을 통해 검증하였다. 검증 결과 매설배관 내 압축성 유체의 누설 위치 검출이 가능함을 확인하였으며, 가스 수송용 매설배관 내 누설 위치 검출 시스템 개발에 적용 가능함을 확인하였다.

파이프-유체의 연성진동을 이용한 누수위치 식별연구 (Pinpointing of Leakage Location Using Pipe-fluid Coupled Vibration)

  • 이영섭;윤동진
    • 한국소음진동공학회논문집
    • /
    • 제14권2호
    • /
    • pp.95-104
    • /
    • 2004
  • Leaks in underground pipelines can cause social, environmental and economical problems. One of relevant countermeasures against leaks is to find and repair of leak points of the pipes. Leak noise is a good source to identify the location of leak points of the pipelines. Although there have been several methods to detect the leak location with leak noise, such as listening rods, hydrophones or ground microphones, they have not been so efficient tools. In this paper, accelermeters aroused to detect leak locations which could provide an easier and more efficient method. Filtering, signal processing and algorithm of raw input data from sensors for the detection of leak location are described. A 120m-long and a 70m-long experimental pipeline systems are installed and the results with the systems show that the algorithm with the accelerometers offers accurate pinpointing for leaks location detection. Theoretical analysis of sound wave propagation speed of water in underground pipes, which is critically important in leak locating, is also described.