환경정책기본법과 소음 진동규제법의 소음배출 허용기준은 사업장에서 발생하는 소음을 주간 55dB, 야간 45dB로 규제하고 있으나, 한국전력공사 및 변압기 제작사의 154kV 전력용 변압기 소음 허용기준은 79dB로 환경정책기본법과 소음 진동규제법에 크게 미달되어있고, 이로인한 소음민원이 빈번하게 발생되고 있다. 이에 소음규제에 부합되고, 소음민원을 근본적으로 해결하기 위해서 154kV 저소음 변압기를 개발 중에 있다. 본 논문은 일진중공업의 154kV 저소음 변압기 개발에 관한 전반적인 진행현황을 기술한다.
HDD로부터 방사되는 소음을 제어하려는 연구가 많이 진행되고 있다. 기존의 소음제어 방법은 주로 소음/진동 측정에 의한 실험적 방법과 엔지니어의 직감과 경험을 이용만 반복적 시행 착오법에 의존한다. 그러나, 이러한 방법은 제품 개발 기간의 단축이 요구되고 소음문제가 더욱 크게 대두되는 현실에 비추어 볼 때 부적절하다. 따라서, 본 연구에서는 해석적 방법을 통해 HDD 소음을 체계적으로 제어하고자 한다. 실험을 통해 HDD의 소음/진동특성을 파악하였고 문제가 되는 관심 주파수대역를 선정하였다. 복잡한 HDD 전체구조물에 대한 유한요소모델을 세우기 보다 소음/진동적 측면에서 문제가 되는 커버만 유한요소모델을 수립하고 부분구조합성법을 통해 전체 HDD의 동특성을 예측할 수 있는 모델을 수립하려 하며 현재 이러한 연구를 진행 중에 있다. 이러한 실험/해석모델이 완성되면 궁극적으로 SDM을 적용하여 소음/진동 특성이 향상된 HDD 구조물 설계기법을 제안할 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 현재까지의 실험 및 해석결과와 향후 필요한 과제를 고찰하였다.
본 연구에서는 차폐구조 내부에 위치한 소음원의 체적이 비교적 큰 근접 음향 차폐구조로 취급하여, 구조 내부의 공간적 음장분포해석(spatial sound distribution analysis)은 하지 않고 단지 소음원의 표면과 차폐 벽면 간의 공기층에 의한 간섭 영향을 고려하면서, 차폐로 인한 음압의 상승(build up)효과를 고려하여, 직육면체의 형상을 가지는 차폐구조에 부착되는 각각의 벽면들의 음향 삽입손실(Insertion Loss, IL) 특성을 전달매트릭스 기법(Transfer Matrix Analysis, TMA)을 이용하여 해석하였으며, 이러한 벽면들에 대한 이론 해석의 결과로 제작된 벽면들의 음향차폐특성을 시험을 통해 나타내었다.
전력용 변압기 시험의 여러항목 중 소음은 변압기 자체의 설계 및 함께 사용되는 냉각장치들 관련 고려되는 항목들 중 하나로서 특히 그 설치장소와 관련이 되는 값이다. 전력용 변압기의 소음측정에 관한 표준으로서는 IEC 60076-10 및 IEC 60076-10-1이 있다. IEC TC14 기술위원회는 최근 IEC의 전력용변압기 표준들 중 IEC 60076-10 소음측정 및 IEC 60076-10-1 소음측정지침의 개정안을 완료하였으며 곧 발효할 예정이다. 본 글에서는 IEC 표준의 개정안의 내용에 대하여 고찰을 하였다.
헬리콥터, 팬, 프로펠러, 터이빈같이 회전익에서 유체역학적 소음이 발생하는 장치의 설계에 있어서는 공기 역학적 성능 분석과 함께 소음에 대한 해석이 절대적으로 필요하다. 근래에 들어와서 소음에 대한 관심이 급격히 증가하고 공항 주변에서의 국제적인 규약들은 낮은 소음 수준(low noise level)을 규정하고 있으며, 이에 따라서 소음을 감소시키려는 연구가 매우 활발히 진행되고 있는 실정이다. 더욱이 컴퓨터의 냉각 팬을 비롯한 공조기기 및 산업기기에 사용되는 회전기계에서 발생되는 소음의 저감은 보다 더 쾌적한 환경을 요구하는 사회적 요구에 부합하면서 공력소음의 연구 분야가 더 넓어지고 있다. 본 논문에서는 소음예측 방법중의 하나인 음향상사(acoustic analogy)를 주파수 영역 방법(frequency domain method)을 이용하여 헬리콥터 블레이드의 고속 충격소음(High Speed Impulsive Noise)을 해석한다. 고속 충격소음은 블레이드-와류 상호작용 소음과 더불어 헬리콥터의 지배적인 소음원으로서 깃끝 속도가 큰 전진 수평비행(forward level flight)또는 제자리 비행(hovering flight)시 발생하는 소음으로 블레이드의 깃끝 마하수(critical Mach number)보다 크거나 비슷할 경우 충격파의 교란에 의해서 일어나는 충격적인 소음을 말한다. 고속 충격소음은 고주파수 스펙트럼 성분과 큰 소음강도를 가지고 있기 때문에 날카로운 금속성의 소리를 내며 먼 거리까지 전파되는 특징을 가지고 있다.
고속열차의 설계 및 운행기술이 발전하면서 고속철도의 운행속도가 빠르게 증속되고 있다. 반면 증속 시 발생하는 소음으로 인해 고속철도 연변의 주거지역 등에서는 많은 소음문제가 발생하고 있으며, 고속철도 소음에 대한 민원도 지속적인 증가추세에 있다. 향후 고속철도가 원활히 설계속도대로 운행되기 위해서는 고속철도의 방사소음특성에 적합한 소음예측기술 및 저감기술이 개발되어야 한다. 이와 같은 요구에 부합하기 위해, 400 km/h 고속철도 인프라 연구가 수년에 걸쳐 진행되었다. 이 연구를 통해 신뢰성을 갖는 고속철도 소음예측평가 기술이 개발되었고, 현재 소음저감기술의 단점을 극복하기 위한 핵심방음장치가 개발되었다. 본 연구의 궁극적인 목적은 고속철도 환경소음을 줄이기 위해 개발된 선로 변 벽체 상단에 설치되는 상단장치의 소음성능평가 및 풍압안전성 검증에 관한 것이다.
최근 자동차 분야에 있어서 많은 변화가 급속히 일어나고 있다. 70년대의 오일쇼크 이후 전륜구동 승용차의 보급이 급속히 확산되고, 연비 경쟁이 늘어났으며 소형. 경량화의 요구는 점차 증가되고 있다. 이후 80년대 들어 전자기술이 접목되면서 혁명적이라 할 수 있는 변화가 일어났고, 그 변화의 추세는 급속히 가속화되고 있다. 자동차의 전자화는 초기에는 공해 및 연비 개선 차원에서 시작됐으나, 이후 안전성 및 주행성능 향상을 겨냥했고, 이제는 인간감성까지 고려한 최적제어 측면에서 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 변화는 소음. 진동분야에도 일어나, 차량이 점차 고성능. 경량화됨 에 따라 더욱 최적화된 구조물 설계를 요구하고 있고, 더 나아가 전자화를 도입 각종 노면 및 주행상태에 따라 최적의 승차감을 제공하는 전자제어 현가 시스템(E.C.S.)이 상품화되었고, 소리를 발생시켜 소음을 제거시키는 능동소음제어 시스템(ANC)의 실용화 단계를 앞두고 있다. 이러한 시점에 국내 자동차의 소음. 진동분야에 종사하는 많은 사람들에게, 실제 우리 국산화가 국내. 외적으로 소음. 진동부분이 어떻게 평가되고 있는지, 또 자동차 대중화 시대를 맞이한 국내의 많은 소비자들의 불만은 어느 정도인지를 인식시켜 각자의 사명감을 고양하고, 참고적으로 일본의 최근 자동차 분야의 소음. 진동 연구 동향을 소개하여 자동차 소음. 진동 대책 연구에 도움이 되고자 한다.
도시 주거지의 소음은 주로 자동차와 철도 등에 의한 교통소음이 주류를 이룬다. 저소음 차량 개발 등 국가적 차원의 노력은 차량소음을 줄이는 원천적이고 장기적 대책이 되겠지만 방음벽의 설치가 현실적으로는 최선의 방법이 될 수 있다. 이러한 제반 여건을 감안하여 대전시 중촌동 일원에 새로 건설되는 고가도로 구간의 인근에 거주하는 사람들의 소음대책을 위해 도로교통 소음 및 철도소음에 대한 영향을 컴퓨터 시뮬레이션 기법을 이용하여 예측하였으며, 이 결과에 따라 방음벽을 설치하였다. 또한 방음벽 설치시 주민의 여론을 수렴하여 방음벽은 투명방음판과 흡음형 방음판을 조합하여 설치하였다. 교통소음에 대한 컴퓨터 예측결과에 따라 설치된 방음벽에 대한 효과는 방음벽이 설치된 후 실측을 통하여 상호 비교하고 주민의 반응에 대해서도 알아보았다.
초기설계뿐만 아니라 차량개발단계에서 일어날 수 있는 차체구조의 설계변경을 검토할 수 있고 최적화 할 수 있는 차체의 필라구조설계기술의 확립은 저진동 차체설계시 필수적이다. 특히 차량개발기간동안에 언제나 나타날 수 있는 진동문제를 빠른 시간 내에 해결하기 위해서는 차체 구조물의 어떤 부위의 어떤 설계변수를 적절히 변경하여야 하는지를 결정할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 저진동 차체의 초기 설계에 적용해 볼 수 있는 효과적인 방법으로서 변형 에너지법, 설계민감도해석법, 최적화설계법 등에 대하여 소개하고 각 방법들의 사용시 유의할 점을 밝혀 보았다. 이런 방법들은 새로운 소프트웨어의 도입이 없어도 현재 국내 자동차회사에서 차체의 응력해석 및 진동해석에 많이 사용하고 있는 유한요소해석 프로그램을 그대로 이용하여 설계에 적용할 수 있으므로 매우 유용하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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