• 제목/요약/키워드: helmholtz resonator

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Rijke Tube를 이용한 열환경에서의 음향공 특성연구 (Research on Damping Characteristic of Resonator in Flow with Thermal Gradient using the Rijke Tube)

  • 김기우;김근철;김중일;고영성;김홍집;권오성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.610-613
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    • 2010
  • 수평방향의 전기히터 방식의 Rijke tube는 구조와 원리가 비교적 간단하여 열 음향 불안정 연구에 대표적으로 사용되고 있다. 본 논문은 음향공 특성연구의 일환으로 현재까지 수행하였던 상온감쇠실험과 열적 구배를 갖는 열 음향 불안정 환경과의 실험을 비교하기 위하여 연속적인 실험을 위하여 장시간에도 안정적인 Rijke Tube 제작 및 구성 방법을 제시하였다. 또한 모사된 열 음향 불안정 환경에 음향공을 장착하여 감쇠특성을 확인하여 추후 연구에 필요한 기초자료를 확보하였다.

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음향공명기가 장착된 가스터빈 연소실의 음향장 해석 (Numerical Analysis of Acoustic Behavior in Gas Turbine Combustor with Acoustic Resonator)

  • 박이선;손채훈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1110-1115
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    • 2004
  • Acoustic behavior in gas turbine combustor with acoustic resonator is investigated numerically by adopting linear acoustic analysis. Helmholtz-type resonator is employed as acoustic resonator to suppress acoustic instability passively. The tuning frequency of acoustic resonator is adjusted by varying its length. Through harmonic analysis, acoustic-pressure responses of chamber to acoustic excitation are obtained and the resonant acoustic modes are identified. Acoustic damping effect of acoustic resonator is quantified by damping factor. As the tuning frequency of acoustic resonator approaches the target frequency of the resonant mode to be suppressed, mode split from the original resonant mode to lower and upper modes appears and thereby complex patterns of acoustic responses show up. Considering mode split and damping effect as a function of tuning frequency, it is desirable to make acoustic resonator tuned to broad-band frequencies near the maximum frequency of those of the possible upper modes.

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음향공명기가 장착된 가스터빈 연소실의 음향장 해석 (A Numerical Study on Acoustic Behavior in Gas Turbine Combustor with Acoustic Resonator)

  • 박이선;손채훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권1호
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    • pp.95-102
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    • 2005
  • Acoustic behavior in gas turbine combustor with acoustic resonator is investigated numerically by adopting linear acoustic analysis. Helmholtz-type resonator is employed as acoustic resonator to suppress acoustic instability passively. The tuning frequency of acoustic resonator is adjusted by varying its length. Through harmonic analysis, acoustic-pressure responses of chamber to acoustic excitation are obtained and the resonant acoustic modes are identified. Acoustic damping effect of acoustic resonator is quantified by damping factor. As the tuning frequency of acoustic resonator approaches the target frequency of the resonant mode to be suppressed. mode split from the original resonant mode to lower and upper modes appears and thereby complex patterns of acoustic responses show up. Considering mode split and damping effect as a function of tuning frequency, it is desirable to make acoustic resonator tuned to broad-band frequencies near the maximum frequency of those of the possible upper modes.

흡음 계수를 이용한 연소불안정 제어용 음향공의 감쇠 정량화 (A Study on Quantification of Damping Efficiency of Acoustic Cavities by Absorption Coefficient)

  • 차정필;송재강;김흥집;고영성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.438-445
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    • 2007
  • 액체로켓엔진에서 발생하는 고주파 연소 불안정 제어를 위한 수동 안정화 제어 기구로 음향공을 적용하여, 선형 음향 해석 및 상온 음향 실험을 통해 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 단일 음향공의 기하학적 형상에 따른 음향 감쇠 효과를 비교하기 위하여 오리피스 직경, 길이를 변화시킨 몇 가지 음향공 모델에 대해 유해 공진주파수 감쇠 효과를 정량적으로 비교, 분석하였다. 다음으로 음향공의 개수에 따른 음향 감쇠 효과를 비교하였다. 주파수 응답함수를 통한 유해주파수 감쇠 성능은 개수 증가에 따라서 우수해졌지만 흡음계수를 통한 최적의 효율 관점에서 볼 때 오히려 과도한 댐핑으로 인한 해당 주파수의 감쇠 효율이 낮아지는 경향이 발생한다. 결론적으로 음향공을 이용한 제어를 위해서는 유해주파수를 감쇠시킬 수 있는 기하학적 형상을 통한 정확한 동조가 필요하다. 또한, 부피의 제약을 고려한 최적의 효율을 발휘할 수 있는 음향공의 형상 설계와 개수의 선택이 절대적으로 필요함을 입증한다.

광음향 분광학에서의 헬름홀쯔 공명기 (A Helmholtz Resonator for Photoacoustic Spectroscopy)

  • 박용환
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1990년도 제5회 파동 및 레이저 학술발표회 5th Conference on Waves and lasers 논문집 - 한국광학회
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    • pp.91-94
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    • 1990
  • 헬름홀쯔 공명기에서 광음향 셀과 광음향 신호의 특성을 고찰하였고, CO2 농도에 따른 광음향 신호를 측정한 결과 2.4 ppm의 CO2를 검출하였다.

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음향공 형상 변화에 따른 감쇠 특성 변화 (Damping Characteristic of Resonator according to Geometry Variation)

  • 김재호;박진호;유이상;장지훈;고영성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.35-38
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    • 2011
  • 본 연구에서는 액체로켓엔진에서 발생되는 고주파 연소불안정 문제를 제어하기 위한 수동제어 장치인 헬름홀쯔 음향공의 형상변화에 따른 음향공의 감쇠 특성에 대하여 연구하였다. 오리피스의 지름과 길이가 일정한 헬름홀쯔 형상 음향공의 지름을 점차 줄여 음향공의 형상이 헬름홀쯔 음향공의 오리피스 지름과 같은 지름을 가진 쿼터웨이브 형상으로 변화 할 때 각 단계별 튜닝되는 음향공의 부피는 작아지지만 그에 따른 음향공의 음향 감쇠 효과는 거의 일정하다는 것을 상온 음향실험과 수치해석을 비교 하면서 그 특성을 확인 하였다.

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공명 원리를 이용한 흡음벽에 관한 연구 (A Study on the Acoustic Absorption Panel by the Theory of Resonator)

  • 유영훈;이종근
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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    • pp.125-129
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    • 2006
  • 사람의 청각에 영향을 미치는 구역에 설치된 가전용품 및 기계에서 발생하는 소음을 저감하는 것은 중요하다. 특히 선박의 기관실에서 발생하는 소음은 저감이 불가능한 것으로 알려져 개선의 정도가 미미할 뿐 아니라 작업자의 청력손실이 발생하는 최악의 작업환경에 놓여져 있는 실정이다. 그러나 최근에 발전되고 있는 모니터링설비와 지능제어시스템을 이용하면 기관실의 주 엔진을 개방 해 둘 필요가 없어지게 되었다. 따라서 주 엔진의 주변을 흡음 및 차음벽으로 차단하여 기관실의 소음을 개선할 수 있는 계기가 되고 있다. 본 연구에서는 소음을 흡수할 수 있는 차음벽의 성능을 높이기 위해 헬름홀츠 공영기의 원리를 적용한 흡음벽에 대하여 연구하였다.

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소형화된 헬름홀츠 공진기를 이용한 수중 반향음 감소해석 모의실험 (Simulation of underwater echo reduction using miniaturized Helmholtz resonators)

  • 박성준;김제도
    • 한국음향학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.67-72
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    • 2019
  • 본 연구에서는 파장보다 작은 구조물로 이루어진 음향메타물질을 이용하여 소형화된 헬름홀츠 공진기의 반향음 감소 성능예측 연구를 진행하였다. 본 논문에서 제안된 헬름홀츠 공진기는 수중 환경과 임피던스 차이가 큰 공기구조물로 형성하였다. 다중물리 유한요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 수중 음향학적 분석을 진행한 결과 수중 반향음의 감소가 예상되었고 헬름홀츠 공진기 입구의 공간 압축(space coiling) 정도와 내부 체적의 폭에 따라 주파수 특성을 제어할 수 있었다. 기본적인 헬름홀츠 공진기는 약 10,000 Hz 이상에서 최대 7 dB의 반향음 감소 효과를 보였으나 공간 압축 메타물질을 이용한 초소형 헬름홀츠 공진기는 약 5,000 Hz 이상에서 최대 14 dB의 반향음 감소가 나타났다. 추가적으로 헬름홀츠 공진기의 내부 체적을 제어하여 주파수 특성이 변화하는 것을 확인하고 공간압축 비율이 서로 다른 공진기를 조합함으로써 광대역 반향음 감소 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 수중 환경에서 공기구조물을 이용한 소형화된 헬름홀츠 공진기의 성능을 연구하였으며 반향음 감소 효과는 효과적인 스텔스 기술을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

가변 흡기시스템에 의한 디젤기관의 체적효율 향상에 관한 연구 (A Study on the Amelioration of Volumetric Efficiency by Variable Induction System in a Diesel Engine)

  • 강희영
    • 동력기계공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.12-18
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    • 2006
  • A three-degree of freedom model of intake system was contrived and investigated in various ways for the purpose of the amelioration of the volumetric efficiency in a low and transient engine speed for a multi cylinder diesel engine. The basic concept beyond this model started from the theory that each degree of freedom model has volumetric efficiency peak as many as its number of the degree of freedom. The volumetric efficiency affects significantly to the engine performance; torque characteristics, fuel economy and emission level. For commercial vehicles and stationary engines, the engine is designed so as to produce their best performance near the normal engine speeds, thus the low engine speed area has a tendency of poor volumetric efficiency. The aim of this study was highlighted on the amelioration of volumetric efficiency of low engine speed area in a multi cylinder diesel engine matched with an additional Helmholtz resonator. By the use of VIS(variable induction system) volumetric efficiency at low engine speed range was significantly improved. The availability of control by combination of VIS and CIS(conventional induction system) will be proposed as a variable induction system that would be an appropriate model for amelioration of the volumetric efficiency at low engine speed.

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