소음원 탐지는 환경 소음제어, 음향 표적 탐지 및 음성 통신 등의 광범한 분야에 적용되는 연구분야로 Beamforming 기술, 상관함수법, 음향인테시티법등 다양한 기술이 적용되는 분야이다. 본 연구에서는 최근 그 응용 범위가 증대고고 있는 Matched Filterig 기술을 이용한 소음원 탐지기술의 수치 해석 결과로 종래 연구가 현상적인 특성의 1차적 응용이라면 본 연구는Matched filtering 의 공간 분해능 특성을 해석한 것으로 배열 중심선과 소음원이 이루는 경사각에 따른 분해능 특성을 중심으로 논의되었다.
본 원고에서는 여러 소음 규명론에서 간과하기 쉬운 회절현상(diffraction phenomena)에 대해 알아보고, 이러한 회절현상을 이용한 소음원 규명을 제안하고자 한다. 즉 소음원 규명론의 일반적인 개념으로 생각하면 회절현상을 하나의 전달함수로 보고, 이를 바탕으로 역전달 함수인 역회절현상(inverse diffraction phenomena)을 수치적으로 모델링한다. 이 방법은 실제 실험에서 계측된 음압과 역회절 모델을 이용하여 소음원을 규명하는 방법이다. 소음원 탐지의 문제점 가운데 하나는 소음원의 가시화 일것이다. 이 논문에서는 3차원 공간에서 사용자가 쉽게 인식할 수 있는 두가지 소음원 가시화 방법을 소개한다. 간단한 실험을 통하여 이 방법의 효율성을 검증해 보고, 이를 바탕으로 TGV객실내에서의 소음원 규명을 수행한다.
소음원 위치와 방위를 규명하기 위해 다양한 배열처리기술이 발전되어 왔다. 배열처리기술의 기본은 두 개의 수신센서에 수신된 신호의 시간차를 이용하여 소음원의 위치와 방위를 구하는 것으로 응용분야나 신호처리방법에 따라 고유의 특성을 갖는 빔형성기법, 상관함수기법 및 NAH (Near-Field Acoustic Holography) 등이 있다 본 연구에서는 이러한 기법들 중 광대역 소음원 탐지에 적용되는 상관함수기법을 채택하여 소음원의 대역폭과 측정 잡음원 간의 상관 관계가 위치나 방위 탐지 정확도에 미치는 영향을 분석하여 효과적인 소음원 탐지기법을 제안한다. 본 연구에서 채택한 배열의 기하학적 형상은 위치나 방위의 3차원적 모호성을 없애기 위한 3차원 비선형이며 제안된 기법의 타당성은 수치모의 실험 및 실제 실험으로 검증되었다.
본 논문에서는 광대역 소음원의 위치를 탐지하여 2차원 영상면에 소음원을 영상화할 수 있는 3차원 마이크로폰 배열을 제안하였다. 배열요소간의 상호상관함수가 2차원 영상면의 화소의 밝기에 대응되도록 영상함수를 유도하였으며 영상면은 사각면 및 원통면등으로 선택 가능 하도록 하여 소음원의 위치동정 해석이 용이하도록 하였다. 몇가지 소음원에 대한 수치 모의 실험결과는 제안된 배열이 소음제어 분야 등에 응용 될 수 있음을 보인다.
한국음향학회 1996년도 영남지부 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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pp.30-34
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1996
본 논문에서는 광대역 소음원의 위치를 탐지하여 2차원 영상면에 소음원을 영상화할수 있는 3차원 배열을 제안하였다. 배열 요소간의 상호상관함수가 2차원 영상면의 화소의 밝기에 대응되도록 영상함수를 유도하였으며 영상면은 사각면 및 원통면등으로 선택가능 하도록 하여 소음원의 위치동정 해석이 용이하도록 하였다. 몇가지 소음원에 대한 수치 모의실험결과는 제안된 배열이 소음원의 3차원적인 동정 해석 등에 응용될 수 있음을 보인다.
In this paper, we introduce the measurement of the underwater noise with 32channel hydrophone array of Samsung CAvitation Tunnel (SCAT) and the detection technique of noise sources by using the beam-forming method. Measurement and way signal Processing under fluid flow are essential works for the underwater acoustics, especially for the detection of noise sources. As the acoustic impedance of the water is relatively high and the tunnel is an enclosed system, we have to consider the interaction between tunnel and water together with the reflection of noise in the beam-forming technique. Also, for a hydrophone array system that is fixed on one side of tunnel wall as done in SCAT is liable to suffer from some limitations in the detection of the noise sources with the array, we discuss these limitations particularly on the frequency range and spacing of noise sources.
소음원의 특성을 규명하는 방법론들을 각각 맵핑의 개념으로 통합하여 살펴 보았다. 방위각 추정 방법론에 근간을 둔 소음원 위치 탐지 방법과 같이 소음원의 등가 단극음원 크기 및 위치들을 추정하는 기본적인 방법들로 부터 보다 많은 계측 기기 및 탐촉자와 함께 상당히 정교한 데이터 처리를 수행하여야 하는 인텐시티를 이용한 음장 맵핑(mapping) 홀로그래피를 이용한 관심음장 전체의 3차원 맵핑 등 실로 다양한 방법을 관찰하였다. 결국은 가장 많은 탐촉자를 사용하는 측정 시스템이 보다 많은 음장의 정보를 제공하므로서 가장 탁월한 방법론이라 할 수 있다는 지극히 자연 스러운 결론을 낼 수 있다. 이것은 특히 탐촉자 자체의 가격이 저렴해져 가는 추세인 점과 소형화하는 추세를 감안하여 봄과 동시에 공간상의 물리적인 의미 즉 파수영역에 대한 보다 폭 넓은 이해를 통한 시간, 공간, 주파수, 파수영역 즉 확대된 차원에서의 음장, 소음에 대한 이해를 갖을 수 있다는 면에서 또다른 가치를 부여할 수 있는 것이다.
소음원의 특성을 규명하는 방법론들은 방위각 추정 방법론에 근간을 둔 소음원 위치 탐지 방법과 같이 소음원의 등가 단극음원 크기 및 위치들을 추정하는 기본적인 방법들로부터 보다 많은 계측기기 및 탐촉자와 함께 상당히 정교한 데이타 처리를 수행하여야 하는 인텐시티를 이용한 음장 맵핑(mapping) 홀로그라프를 이용한 관심음장 전체의 3차원 맵핑등 실로 다양하다 할 수 있다. 결국은 가장 많은 탐촉자를 사용하는 측정 시스템이 보다 많은 음장의 정보를 제공하므로서 가장 탁월한 방법론이라 결정할 수 있다. 이것은 특히 탐촉자 자체의 가격이 저렴해져 가는 추세인 점과 소형화하는 추세를 감안하여 봄과 동시에 공간상의 물리적인 의미 즉 파수영역에 대한 보다 폭 넓은 이해를 통한 시간, 공간, 주파수, 파수영역 즉 확대된 차원에서의 음장, 소음에 대한 이해를 갖을 수 있다는 면에서도 가치 있다고 할 수 있다.
CD-ROM에서 생성되는 소음은 구조소음과 공력소음의 분포비율을 생각해 볼 때 하드디스크 등의 경우와는 다소 다른 특성이 있는데, 구조적으로 차폐나 디스크의 크기 및 회전속도 등의 차이로 인해 공력소음의 비중이 매우 커진 점을 들 수 있다. 공기역학적으로 생성되는 소음은 구조소음의 경우와는 다르게 에너지 분포가 주기성을 찾아보기 어려우며 널은 주파수 대역에 고루 분포하는 특징이 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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