The Journal of the Acoustical Society of Korea (한국음향학회지)

The Acoustical Society of Korea (한국음향학회)
권호 표지

Analysis on the Acoustic Beat of a Slightly Asymmetric Cylindrical Shell

미소 비대칭 원통쉘의 음향 맥놀이 해석

  • 안성종 (서울대학교 기계항공공학부) ;
  • 강연준 (서울대학교 기계항공공학부) ;
  • 김석현 (강원대학교 기계메카트로닉스공학부) ;
  • 박성용 (서울대학교 기계항공공학부)
  • Published : 2008.05.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, radiation characteristics of the beating sound are analytically investigated on a slightly asymmetric cylindrical shell. The cylindrical shell isan efficient model to consider the beat characteristics of Korean bells. Slight asymmetry in Korean bells makes mode pair which has close frequency components and the interaction of each mode pair produces beating sound. Based on the analytical model, the radiated sound field is determined. Using the sound beat map, the beating sound vs. direction and distance is investigated. Finally, results of the theoretical method are compared with those of the boundary element method to verify the validity.

본 논문에서는 미소 비대칭 원통쉘의 맥놀이 음 방사 특성을 해석적으로 검토한다. 미소 비대칭 원통쉘은 한국종의 특징인 맥놀이 현상을 설명할 수 있는 유용한 모델이다. 축대칭 구조물에 부가된 미소 비대칭성은 매우 근접한 주파수 쌍을 만들며, 이 주파수 쌍의 간섭으로 맥놀이 현상이 생긴다. 본 연구에서는 맥놀이 음 방사의 해석적인 모델을 이용하여 방사 음장을 결정하고, 방사 음의 맥놀이 지도를 이용하여 방사 방향 및 거리에 따른 맥놀이 음의 변화특성을 검토하였다. 이론 모델에 의한 해석결과는 경계 요소법에 의한 결과와 비교하여 신뢰도를 검증하였다.

Keywords

References

  1. 염영하, 한국의 종, (한국정신문화연구원, 1984.)
  2. Rayleigh, John William Strutt, Theory of Sound, (Dover Publications, New York, 1945). 1, 389
  3. 홍진선, 김석현, 이장무, "집중질량을 갖는 원환의 자유진동 해석", 대한기계학회지,11(1), 170-176, 1987
  4. J.S. Hong and J. M. Lee, "Vibration of Circular Rings with Local Deviation.", Journal of Applied Mechanics, 61(2), 317-322, 1994 https://doi.org/10.1115/1.2901447
  5. 이장무, 전성하, 김석현, 염영하, "한국종의 진동특성에 관한 연구(I)", 대한기계학회지, 13(3), 397-403, 1989
  6. S.H. Kim, W.Soedel and J.M. Lee, "Analysis of the Beating Response of Bell Type Structures", Journal of Sound and Vibration, 173(4), 517-536, 1994 https://doi.org/10.1006/jsvi.1994.1244
  7. Y.H. Kim, Y.K. Park and Y.K. Kim, "3-Dimensional vibration measurement and analysis of King Song-Dok bell", Journal of the Acoustical Society of Korea, 16(6), 41-47, 1997
  8. Y.H. Kim and S.M. Kim, "An analysis of the sound radiation characteristics of the King Song-Dok bell using cylindrical acoustic holography", Journal of the Acoustical Society of Korea, 16(4), 94-100, 1997
  9. S.H. Kim, C.W. Lee and J.M. Lee, "Beat characteristics and beat maps of the King Seong-deok Divine Bell", Journal of Sound and Vibration, 281, 21-44, 2005 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2004.01.038
  10. T. D. Rossing,"Vibration of Bells", Applied Acoustics, 20, 41-70, 1987 https://doi.org/10.1016/0003-682X(87)90082-X
  11. C.H.J.Fox, "A simple theory for the analysis and correction of frequency splitting in slightly imperfect rings", Journal of Sound and Vibration, 142(2), 227-243, 1990 https://doi.org/10.1016/0022-460X(90)90554-D
  12. A.K.Rourke, S.McWilliam, C.H.J.Fox, "Multi-mode trimming of imperfect rings", Journal of Sound and Vibration, 248(4), 695-724, 2001 https://doi.org/10.1006/jsvi.2001.3811
  13. J.M. Lee, S.H. Kim, S.J. Lee, J.D. Jeong and H.G. Choi, "A study on the vibration characteristic tics of a large size Korean bell", Journal of Sound and Vibration, 257, 779-790, 2002 https://doi.org/10.1006/jsvi.2002.5092
  14. H.G. Park, S.H. Kim and Y.J. Kang, "Analytical method of beat tuning in a slightly asymmetric ring", Journal of Mechanical Science and Technology, 21(8), 1226-1234, 2007 https://doi.org/10.1007/BF03179039
  15. H.G Park, J.M. Lee, Y.J. Kang and S.H. Kim, "A study on the mode pair of a slightly asymmetric circular ring with multiple deviations", Journal of Sound and Vibration, 310(1), 366-380, 2008 https://doi.org/10.1016/j.jsv.2007.08.010
  16. Earl G.. Williams, Fourier Acoustics (ACADEMIC PRESS, London, 1999), Chap.4, 121-137
  17. 김석현, 박석균, 박기영, 서백수, "미소 비대칭 링의 맥놀이 지도", 한국소음진동공학회논문집, 12(9), 685-693, 2002
  18. LMS international N.V, SYSNOISE Rev 5.5 (LMS International, Leuven, 2000), Chap.4, 45-56