연소 불안정 현상은 액체로켓엔진 개발과정에 있어서 반드시 해결해야 하는 문제이다. 이것을 억제하기 위한 도구 중의 하나인 음향공의 오리피스 길이 변화에 의한 감쇠 효과를 선형 음향 해석과 실험을 통하여 연구하였다. 오리피스의 길이가 짧아질수록 감쇠효과가 증가하는 것을 확인하였으며 실험과 선형 음향 해석 결과가 서로 동일한 경향을 보이는 것을 확인 하였다. 또한, 가진 음원의 크기에 따른 실험을 수행하였는데 그 결과 오리피스 길이와 단면적이 작아질수록 가진 음원의 크기 증가의 따른 비선형성이 증가하는 것을 확인하였다.
Buffeting noise through a rear window in an automobile is investigated by using lattice Boltzmann method. The generation mechanism of the buffeting noise can be understood as the resonance mechanism in a Helmholtz resonator, which is driven by the convecting vortex in a shear-layer flow over the neck of the resonator. Two methods to suppress the buffeting noise are proposed, and their effects are quantitatively assessed. Opening front window reduces the observed buffeting tonal noise by 25 dB and the overall SPL by 4 dB, and the installation of a Helmholtz resonator acting as a dynamic damper reduces the tonal component that by 35 dB and the overall SPL by 10 dB.
With the increased requirement for automobile noise, a design fo mufflers with higher performances becomes more important in recent days. For a design of some mufflers, it must satisfy both minimizing back pressure and maximizing sound attenuation in broad range of frequecny. Even for a simple Helmholtz resonator, an important element in a muffler, a resonator design with accurate resonant frequency is difficult if one want to consider standing waves within the cavity. In this paper, the genetic algorithm, one of the optimization technique with high capability of global fittest solution and robust convergence, is applied to the design process of mufflers. Results show that the genetic algorithm can be successfully and efficiently used to find the fittest model for both mufflers and Helmoltz resonators.
The volumetric efficiency is significantly affected by the behavior of pressure wave in induction system and exhaust pipe. By the motion of the piston, there exist pressure fluctuation in induction system which produce waves. Waves are propagated along a pipe bi-directional as they propagated through it, making compression wave and rare-faction(expansion) wave. These wave phenomena can affect to the volumetric efficiency. As a method of improvement of the volumetric efficiency, fuel economy and pollutant emission reduction particularly in low engine speeds, a side-branch additional tunable helmholtz resonator on the secondary pipe of intake system is proposed by use of their acoustic vibrations. Some of results are presented which deal with their physical phenomena for the wave action of intake system in a four-stroke three cylinders diesel engine.
LPG 분사시스템의 경우 액상 및 기상 인젝터를 사용하는 두 가지 방식이 있으며, 가스 분사 방식의 경우 내구성 및 가격 측면에서 장점이 있지만 가스의 압축성 특성으로 인한 정밀 유량제어에 어려움이 있다. 본 연구에서는 가스분사 방식 LPG 연료 분사 시스템에서 정밀 유량 제어를 위한 수단으로 헬름홀쯔 공진기를 사용하는 방안을 제시하였다. 그리고 상용 유동해석 프로그램인 Flowmaster를 사용하여 대상 자동차의 연료 시스템에 대해 유동해석을 통해 최적의 공진기를 설계방안을 설계하였으며, 공진기 설치 후 개선 효과를 제시하였다.
스월 인젝터의 분무특성을 변화시키는 기하학적인 변수인 백홀은 스월 인젝터의 내부유동이나 음향학적인 특성에도 큰 영향을 주게 된다. 백홀이 연소불안정 제거를 위하여 연소실에 부가적으로 부착하는 음향공(Acoustic cavity)과 유사한 역할을 할 수 있는지 알아보기 위하여 백홀을 Helmholtz resonator나 Quarter-wave resonator로 해석하였다. 그 결과 백홀을 가지는 스월 인젝터는 연소실내의 파동과 상쇄될 수 있는 고유주파수를 가지게 될 수 있었다. 또한 이를 위한 설계식을 제시하였다.
Helmholtz resonator is used to reduce noise of the narrow frequency band. It has high transmission loss at its resonance frequency. The silencer that combines many resonators could control broadband noise at low frequency. To convey this rather simple idea, serial and parallel arrangement of resonators have been tested to obtain high transmission loss characteristics in the band of which are selects. Theoretical and experimental results explain these characteristics in the absence of mean flow. The change of acoustic characteristics by the resonance frequencies and resonators arrangement are explained by using the equivalent Impedance analysis that is defined in this paper. It shows that the transmission loss has a maximum value when the separation distance between each resonator is λ/4 of its wavelength.
This paper deals with transmission loss characteristics of the panel type silencer to control low frequency noise. The panel type silencer is composed of many Helmholtz resonators by side branch. Each resonator has high transmission loss on the narrow band of its resonance frequency. Direct arrangement of the resonators increases mainly the magnitude of transmission loss. If we arrange the resonators in a row, the peak and band of transmission loss are increased. This makes the resonator array to have high transmission loss in the broader band. Using this idea, we design a silencer that has broader band characteristics and smaller volume.
Helmholtz resonators have high transmission loss in a narrow band at the resonance frequency. The transmission loss characteristics of resonators at high sound pressure levels can change due to variations of the impedance as a result of nonlinear behavior. Different sound pressure levels are applied to each resonator when resonators were arranged along the path. Therefore, impedance variation due to incident sound pressure level should be considered in order to predict the transmission loss.
이 연구는 헬름홀쯔 공명기 구조를 갖는 매미 소리의 중심주파수에 주요 영향을 주는 발음기관이 무엇인지를 최초로 초고속영상분석을 통해 규명하는 데 목적이 있다. 말매미와 참매미를 대상으로 소리를 녹음 후 분석하였고, 초고속카메라로 촬영한 진동막의 움직임을 분석하여 소리의 주파수와 진동막 운동 사이의 관계를 비교하였다. 연구결과, 말매미와 참매미 모두 유인음과 비명음의 주파수분포에는 차이가 거의 없었으며, 말매미의 진동막은 3개, 참매미의 진동막은 1개 모드로 진동하였다. 두 매미 모두 양쪽 진동막의 진동수에는 차이가 나타나지 않았으며, 말매미의 진동막의 3개 진동 모드는 서로 다른 진동수 대역의 소리가 발생하였다. 두 매미 모두 진동막의 진동수 대역과 유인음의 중심주파수 대역이 매우 유사하였다. 결론적으로, 헬름홀쯔 공명기 구조를 갖는 매미 소리의 주파수는 복부의 공명조건보다는 진동막의 모드별 진동수에 의해 결정되는 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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