대형 상용차용 내연기관에서 방출되는 소음의 음압 레벨은 경우에 따라 140dBA 이상으로 환경소음 배출규제에 부합되는 배출 소음을 위하여는 소음기의 적절한 설계가 필요하다 하겠다. 소음기는 방출 소음을 저감시키는 기본적인 작용 이외에 엔진의 효율을 저하시키는 배압(back-pressure) 상승의 효과를 동반할 뿐만 아니라 차체에의 장착을 위하여 크기와 무게의 제약을 받는다. 따라서 소음기는 설계자의 경험과 과거에 사용되어 온 소음기에 대한 이해, 소음기를 구성하는 단위 요소에 대한 음향학적 해석이론, 제작 과정에서의 경험과 튜닝 등에 바탕을 두고 설계되어져 왔다. 본 연구에서는 대형 상용차에 장착되는 기존 소음기 구성요소의 투과 손실(Transmission Loss: TL)을 전달 행렬법으로 해석하여 음향학적 특성을 규명하고 개별 소음기 요소에 대한 기존의 연구 결과를 바탕으로 공명기와 다공 요소를 이용하여 기존 소음기를 재설계함으로써 배출 소음의 저감을 이루어 나간 과정을 소개하고 이를 적용 사례를 중심으로 살펴보고 있다. 소음기의 설계를 위하여 고려할 수 있는 음향학적 요소는 그 기능과 형태면에서 다양하나 본 연구에서는 대형 상용차용 소음기에 주로 사용 가능한 공명기와 다공관을 주된 설계요소로 생각하였다. 공명기는 공명 주파수 대역의 소음을 저감하는 역할을 하므로 일정한 엔진 회전수 하에서 엔진의 방출 소음중 폭발 성분에 의한 소음을 줄이는데 효과적으로 사용될 수 있지만 가속 주행시에는 회전수(rpm)의 변화에 따라 폭발 주기가 변화하게 되므로 공명기의 설계에 주의를 기울여야 한다. 내연 기관용 소음기에 빈번하게 쓰이는 다공 요소의 해석 방법으로는 Sullivan[1], Kim and Yoon[2] 등의 분할 접근 방법(Segmentation approach)과 Jayaraman and Yam[3], Munjal[4], Peat[5] 등의 연성 제거 방법(Decoupling Approach)등이 제시되었고 평면파 영역에 한하여 해서되어져 왔다. 본 논문에서는 분할 접근 방법(Segmentation Approach)을 이용하여 다공 요소로 이루어진 소음기를 해석하는데 적용하였다.
자동차 및 유체기계의 흡기계나 배기계에 사용되는 소음기의 음향성능은 전달손실로 기계성능은 배압으로 표현된다.유체가 흐르는 관 사이의 임피던스 부정합을 이용하는 반사형 소음기의 경우, 내부 유로에 천공을 주어 음향감쇠를 시키거나 유동을 안정시키는 경우가 많다.본 연구에서는 동심관형 공명기의 내부 관에 존재하는 천공의 분포 양상의 변화가 공명기 내부의 유동장에 미치는 영향을 살펴보고, 그 유동장의 변화에 따라서 소음기의 성능이 어떠한 영향을 받게 되는지를 고찰하였다.또한 유동장에 영향을 미치며, 소음기의 설계 인자 중 하나인 면적 확장비의 변화가 유동장 및 배압에 미치는 영향을 예측하였다.이로부터 유동의 흐름을 제어하여 소음기의 성능을 향상시키는 방법을 찾고자 한다.
자동차 및 유체기계의 흡기계나 배기계에 사용되는 소음기의 음향성능은 전달손실로 기계성능은 배압으로 표현된다. 유체가 흐르는 관 사이의 임피던스 부정합을 이용하는 반사형 소음기의 경우, 내부 유로에 천공을 주어 음향감쇠를 시키거나 유동을 안정시키는 경우가 많다. 본 연구에서는 동심관형 공명기의 내부 관에 존재하는 천공의 분포 양상이 소음기의 전달손실과 배압에 미치는 영향을 실험을 통하여 고찰하였다. 내부관의 평균 천공율은 일정하지만 길이 방향을 따라서 천공율이 변하는 다섯가지의 공명기에 대한 실험을 수행하고, 성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 전달손실은 천공요소의 임피던스 모델을 고려하여 예측한 결과와 비교하였고, 측정된 배압은 모의 해석 결과와 비교하였다. 분석 결과, 천공율이 점점 작아지는 분포나, 작았다가 커진후 다시 작아지는 형태의 분포를 가질 경우, 배압 측면에서 매우 유리하고, 음향 전달손실도 큰 차이가 없음을 밝혔다.
자기공명영상 촬영시 발생되는 소음은 100 dB정도의 큰 소리로 인체에 심리적 생리적으로 많은 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 자기공명영상 소음에 따른 성인 남녀의 심박동변이률 신호의 주파수 분석을 통해 스트레스 정도를 분석하였다. 실험 방법은 귀마개를 착용하여 안정상태에서 15분간 심전도 신호를 측정하였다. 그 후 자기공명영상 장비에서 측정한 약 100dB의 음원을 30분동안 들으면서 동시에 심전도 신호를 측정하였다. 약 100 dB정도에서의 자기공명영상 소음은 HRV 분석 결과 교감신경과 부교감신경간의 불균형을 초래하여 스트레스 상태를 유발하였다. 안정 상태에서 10분까지 최대의 스트레스 상태를 나타내고, 15분부터는 스트레스 정도가 줄어들어 30분에는 안정 상태 보다 높은 스트레스 상태를 나타내었다. 본 연구를 기초 자료로 하여 자기공명영상 촬영 종사자들은 환자의 청각보호에 관심을 가지고, 자기공명영상 소음에 관한 객관적인 지표연구가 필요할 것으로 사료된다.
자동차 및 유체기계의 흡기계나 배기계에 사용되는 소음기의 음향 성능은 전달손실로 기계성능은 배압으로 표현된다. 유체가 흐르는 관 사이의 임피던스 부정합을 이용하는 반사형 소음기의 경우, 내부 유로에 천공을 주어 음향 감쇠를 시키거나 유동을 안정시키는 경우가 많다. 본 연구에서는 동심관형 공명기의 내부 관에 존재하는 천공의 분포양상이 공명기 내부의 유동장에 어떤 영향을 미치며, 그 유동장의 변화에 따라서 소음기의 성능에 어떠한 영향을 미치게 되는지를 고찰하였다. (중략)
주상복합형 주거공간에 각 실간 Cross Talking에 의한 소음을 저감시키고 실내기의 공기조화로 발생하는 팬의 소음을 저감 시키기 위하여 소음 환기 장치를 개발 하였다. 공명형과 팽창형의 특성을 적용한 복합적 소음기로 저감주파수 대역에 따른 설계가 가능하며 이 소음기 성능시험 결과 특정 주파수 대역에서 20dB이상의 삽입손실치가 발생하고, 삽입에 의한 압력손실 2mmAq 이하가 됨을 확인하였다. 본 개발품의 특성은 구조가 간단하고 분해조립이 가능하여 설치 및 유지보수가 용이한 제품이다.
옥내용 변전소의 셔터 및 공기풍도에 대한 흡차음 기술은 변전소의 민원소음 방지 측면에서 매우 중요한 기술이다. 변압기는 전원 주파수 60Hz의 2배 성분을 기저주파수로 하는 하모닉 성분의 소음을 발생시킨다. 본 연구에서는 실내 변압기에서 셔터를 투과하거나 공기풍도를 통해 실의로 방사되는 소음을 효과적으로 차단하는 방법론을 개발하는데 있다. 기존의 셔터의 흡/차음 성능을 개선하기 위하여 기존 셔터 앞에 흡/차음 셔터를 추가하는 장치를, 공기 풍도에는 변압기 소음주파수와 맞는 공명기를 적용하는 방법을 검토하였다. 또한, 이 장치들을 실제 현장에 적용하여 그 효과를 확인하였으며 실내변전소 변압기 소음제어용으로 유용하게 쓰일 수 있음을 확인하였다.
Precise prediction of resonance frequency has been the subject of numerous papers related to Helmholtz resonator design because of its high performance at the frequency. The resonance frequency is dependent upon not only the internal dimensions of resonator but also the external boundary conditions such as the existence of other resonators in Helmholtz resonator array panel. However, the latter effect, which changes the external end correction of resonator, has not been well studied. We propose a formula to calculate the radiation impedance (or external end correction) of Helmhoitz resonator array panel. Any distance between adjacent resonators and any angle of Incidence can be allowed in the method. Numerical examples show how and how much the distance affects the resonance frequency of the panel. It is also found that the maximum absorption of the panel varies with the resonator arrangement.
승용차의 차실 내부소음 특성 및 저감에 과한 일련의 고찰로 다음의 결론을 얻었다. (1) 차실 내부소음의 주된 근원은 회전속도의 제이고주파에 해당되는 주파수 성분이 지배적이다. (2) 차실 공진(명) 음은 engine으로부터의 진동 입력에 대한 차체의 ring mode 공진 및 차실 공명현상으로 발생되며 실험 결과는 종래의 연구 결과들과 잘 일치되었다. (3) 차실 내부소음이 차체의 구조, 진동 및 실내 음향공영에 크게 의존하기 때문에, 이 두가지 요소로써 문제의 발견이 가능하며 이들을 이용한 저감대책 수립은 효과적이다. (4) 차실 내부소음의 저감을 위하여 구조적damping이나 흡음재의 적절한 사용 등이 다소의 효 과를 주나 공진(명) 음의 근본적인 대책이 되지 못하며, 차실 공명 특성을 변화시키는 것은 사 실상 불가능하다. (5) 차체의 구조적 진동 특성을 고려하여 보강된 차량의 경우 문제 영역에서의 현저한 소음감 소효과가 얻어졌다. 그러나 이와 같은 방안의 적용은 개발의 초기 단계에서 실시됨이 바람직하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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