국내 화장실 양변기의 배수 및 세정소음에 관한 실험실 측정결과를 소개하고자 한다. 1989년 대한주택공사에서 조사한 설문조사에 의하면 공동주택에서 외부로부터 들리는 소음에 대한 불만을 조사한 결과, 바닥충격음, 급배수설비 소음, 그리고, 공기전달음의 순으로 나타났다. 이와 같이 급배수시 발생소음은 공동주택 입주자의 주요한 민원중의 하나이다. 급배수설비 소음은 유체의 유동에 의하여 발생하며, 직접 공기중을 전파하여 가는 “공기전달음”과 배관지지 재료 및 구조체 등을 통해 재차 공기중을 전파하여가는 “고체전달음” 으로 구분된다. 여기서 “공기전달음”이란 실내에서 발생한 소리가 구조체를 진동하고 구조체는 인접실의 구조체 주변의 공기를 진동하여 소리가 방사되거나 또는 인접실간에 열려 있는 통로를 거쳐 전달되는 소음을 말하고 “고체전달음”이란 음원이 접하고 있는 건물구조체를 통하여 진동의 형태로 전달되는 소음을 일컫는다. 공동주택에서 배수관은 아래층 천장배관에 해당되므로 배수관에서 발생하는 소음은 아래층으로 직접 전달된다. 이러한 배수설비 소음은 배관재의 종류, 배관스페이스의 구조 및 위치 등에 따라 소음레벨이 달라지게 된다.(중략)
선박에서 발생하는 소음 가운데 수중 추진기 소음은 가장 우세한 소음이다. 추진기 소음은 소나에 의해 적을 탐지하는 군용 선박에 경우 생존과 직결된 문제가 되며 쾌적함과 정숙성을 요구하는 여객선의 경우에서도 중요한 문제로 대두되고 있다. 이러한 중요성과 필요성에 따라, 본 연구에서는 수중 추진기의 비공동 및 공동 소음을 수치적으로 해석하였다. 수중 추진기 소음 해석을 위해 유동 해석이 선행되어야 하며 이는 포텐셜을 기반으로 한 패널법을 이용하여 해석한다. 소음 해석은 시간 영역 음향상사법을 이용하였으며, 공동 소음은 홀극 음원으로 모사하여 해석하였다. 또한 향후 수중 추진기의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 해석을 위한 기초연구로서 Eulerian-Lagrangian 접근법을 이용하여 수중익에서의 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동과 소음을 예측하였다.
본 연구에서는 펌프젯 추진기를 대상으로 공동, 비공동 조건에서의 유동 소음원을 규명하기 위하여 추진기의 각 구성품인 덕트와 스테이터, 로터에 의한 소음 기여도를 평가하였으며, 공동과 비공동 조건에서의 소음 수준을 비교하였다. 대형 캐비테이션 터널 내 Suboff 잠수함 선형과 펌프젯 추진기를 대상으로 균일혼상류 가정의 비정상 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 적용하였으며, 이상 유동을 모사하기 위해 Volume of Fluid(VOF) 기법과 Schnerr-Sauer 공동 모델을 적용하였다. 유동해석 결과를 기반으로 수중방사소음을 예측하기 위해 Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) 방정식 기반의 음향상사법을 적용하였으며, 덕트와 스테이터, 로터로 구성된 3개의 비투과성 적분면과 추진기를 감싸는 형태의 2가지 투과성 적분면을 선정하여 소음 기여도를 평가하였다. 소음 예측결과로부터 스테이터는 전체 소음에 대한 직접적인 기여도는 낮으나 덕트와 로터에서의 유동 박리에 의한 소음원 형성에는 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 유동이 박리되는 연직상방과 우측방향으로 소음이 크게 방사되었다. 또한 로터에서는 날개의 흡입면과 압력면 간의 압력 섭동에 의해 추진방향으로 소음이 크게 방사되었으며, 투과성적분면을 통해 체적 소음원인 공동의 효과를 반영할 수 있음을 확인하였다.
본 연구의 목적은 공동주택에서 발생하는 실내 외 생활소음원들의 종류를 파악하고, 발생 빈도가 높거나 소음레벨이 높은 특정 소음원을 선정하여 소음원별 발생 실태 및 특성을 분석하는 것이다. 공동주택 생활 소음원 실태 조사를 통해 24개의 생활 소음원을 도출하였으며, 그 중 소음의 발생 빈도 및 소음레벨이 높은 소음원 10개를 선정하여 실태조사 분석을 수행하였다. 연구 결과, 생활 소음원 10개 모두 시간대별 소음 발생 특징이 다르게 나타났다. 따라서 생활 소음 저감을 위해서는 소음원별 소음레벨이 크거나 발생빈도가 높은 시간대를 중심으로 강화된 법적 소음 기준 및 소음원별 발생 특성에 관한 거주자 대상의 교육 시행이 필요할 것이다.
선박용 프로펠러가 수중에서 빠른 속도로 회전할 때, 날개 표면의 국부적인 압력이 낮아짐에 따라 불가피하게 여러 형태의 공동이 발생한다. 이러한 공동현상은 근본적으로 날개 단면의 기하학적 형상 특성과 수동력학적 운용조건에 의해 결정되며, 결과적으로 선박 프로펠러에서 유기되는 수중방사소음은 공동의 발생특성과 직결된다고 할 수 있다. 따라서 저소음 프로펠러 설계를 위해서는 날개 단면의 형상에 따라 발생하는 공동과 그에 따른 소음특성을 이론 및 실험을 통해 정량적으로 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 저소음 프로펠러의 설계단계에서부터 적용이 가능한 부분공동성능 해석법 개발 및 날개단면 형상정보 도출을 목표로 선박용 프로펠러 날개 단면에서 발생하는 부분공동 다상 유동의 비점성 수치해석을 수행하였다. 또한 점성해석 상용프로그램인 FLUENT에서 제공하는 난류 및 공동 모델 조합에 따른 결과를 살펴보았으며, 점성 및 비점성 해석 결과를 비교, 평가 하였다.
우리나라는 1970년대 이후 시행된 도시계획사업을 통해 도시지역에 대규모 주택단지 및 주거지역이 나타나기 시작하였다. 그리고 개발된 지역에서는 공동주택의 비율이 점차 증가하는 경향이 나타나면서 도로변공동주택의 도로교통소음이 새로운 문제로 대두되었다. 그리고 1980년대 후반이후 공동주택은 15층에 머물던 공동주택은 20-30층의 초고층의 형태로 변모하였고, 최근에는 40층 이상의 공동주택이 등장하면서 도시지역의 주거밀도는 더욱 고밀화 되면서 이로 인하여 도로교통소음은 더욱 증가하게 되었다. 이에 본 연구는 도로변에 위치한 공동주택에 영향을 주는 인자 중 교통량, 통과속도를 변수로 하여 소음지도를 구축하여 저감효율에 대해 살펴보았다. 결과는 교통량과 속도제한의 증감에 따른 변화는 한정된 공간에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 버스중앙차로제는 도로변에 약간의 영향만을 미치는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 대형화, 고속화되어가는 잠수함 추진기의 소음을 보다 정확하게 예측하기 위하여 선체-부가물-추진기의 상호작용이 묘사되는 유동 수치해석을 토대로 비공동 추진기 소음을 예측하였다. 추진기 방사 소음을 예측하기 위해 선체-부가물-추진기 전체영역에 대한 유동 정보를 전산유체역학 해석으로 얻은 뒤, FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings) 음향상사법을 적용하여 두께소음, 하중소음에 대한 소음을 수치적으로 예측하였다. 수치적 소음예측 결과는 모형시험을 통해 검증하였으며, 전체 소음 수준과 저주파 대역 소음예측에 있어 계측결과와 좋은 일치를 보였다.
본 연구에서는 차음성능 기준과 평가방법 설정을 위한 기초작업으로 국내 공동주택 바닥구조에 대한 차음성능 실태조사를 실시 차음성능수준을 파악 하고, 주민반응, 주요 내부소음원, 측정방법상의 문제점 등을 고려하여 우리 의 실정에 적합한 평가방법의 설정방향을 모색코자 한다. 본 연구의 결과는 우리나라 공동주택의 독특한 바닥구조인 온돌에 적합한 차음등급의 제정에 필수적인 자료로 활용될 수 있으며, 더 나아가서는 건축물이 차음성능 보장 을 위한 설계 지침으로도 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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