헤어드라이기, 자동차용 진공청소기, 면도기, 쥬서/믹서기등과 같은 소형 가 전제품은 사용시, 제품과 소비자사이의 거리가 짧아 진동/소음에 관한 인식이 대형 가전제품에 비해 크다. 과거에는 가전제품의 경우, 기본성능 및 각 회사만이 갖고 있는 독자적인 성능과 디자인을 최우선적으로 고려하여 설계하였다. 소음/진동에 관한 문제는 제품이 제작된 후에 필요에 따라 고려되었기 때문에 주어진 조건하에서 저진동/저소음을 위한 대책에는 한계가 있었다. 근래에는 진동/소음에 대한 관심이 증가하면서 제품의 설계단계부터 저진동/저소음 제품을 설계하기 위한 노력이 점차로 증가하고 있다. 본 연구는 이러한 추세의 한 예로서 헤어드라이기에 대해 결정된 디자인 및 성능이 크게 변경되지 않는 범위내에서 진동/소음이 적은 구조를 설계하는데 목적이 있다. 먼저, 헤어드라이기의 소음원 및 특성을 간단히 규명한 뒤, 벨마우스(bellmouth) 이용등과 같이 일반적으로 잘 알려진 소음저감법을 소음원에 대해 적용하였다. 헤어드라이기의 경우 소음원이 몸체에 삽입되는 순간 특정 주파수대역에서 소음이 증가하는 현상이 발생하는데, 헤어드라이기의 몸체에 대한 음향학적 특성을 수치해석 및 실험을 통해 파악함으로써 이에 대한 원인을 규명하였다. 이를 바탕으로 몇가지의 변경된 구조에 대해 소음에 관련된 현상을 고찰해 봄으로써 저소음을 위한 헤어드라이기의 설계방법을 제안하였다.
공장내 소음을 형성하는 각종 발생 형태 및 소음원, 전달 형식의 분류에 따라 특성을 간략히 살펴보았다. 각 소음원 및 전달 경로의 특성을 확실히 이해하면, 혀ㅌ상을 파악하는 작업이나 소음제어 대책을 수립하는데 있어서 매우 효과적으로 대처할 수 있다. 일반적으로 공장소음 대책은 음원대책과 전달경로상의 방지 대책을 생각할 수 있는데 음원대책으로는 공장에서 사용하는 기계중 저소음 기계를 선정 하도록 권장해야하고, 일단 설치된 소음 발생원 기계에 대해서는 철저하게 차음, 흡음 조치를 취하여야 한다. 공장내부 소음 발생원에 대해서는 흡음재료를 사용하여 소음을 흡수하고 차음별을 설치하여 음의 차단에 신경 써야한다. 한편 기계 작동상의 주의, 작업 공장의 개선, 낮과 밤의 작업시간 등을 조절하여 인근 주민과 작업자 스스로에 대한 소음 피해를 막고, 피해를 입은 자에 대해서는 법적으로 보상조치하는 제도와 관리 감독이 철저히 지켜져야 한다. 끝으로 공장내.외부의 소음을 정확하게 측정 분석하여 작업장 내의 소음을 최대한으로 제거하여 쾌적한 작업장의 분위기를 만들 어야 할 것이다.
기계의 진동.소음은 환경요인과 함께, 기계의 정밀도 향상 및 고장진단과 관련, 기계공학의 중요분야이다. 특히, 전동기(motor)는 많은 기계의 동력원으로서 진동.소음의 1차적 원인을 제공하고 있어, 자체적으로도 저감되어야 함은 물론이며, 감속기등 전동기와 연결되어 사용되는 기계의 진동.소음 발생의 직접적인 원인을 제공하므로 전동기의 진동, 소음 특성은 보다 명확히 밝혀져야 한다. 전동기는 내부에 회전자와 고정자가 있는 회전 기계이면서, 전자기력에 의해 구동되는 전기기계이다. 따라서 축정렬불량(misalignment), 불평형(unbalance)등 기계적 요인과 함께, 고정자와 회전자 사이에 존재하는 공극(air-gap)에서 발생하는 전자기적 요인을 해석함으로써 전동기의 진동.소음의 원인을 밝혀볼 수 있다. 각 전동기에 따라 진동.소음의 크기 및 주파수 성분은 달라질 수 밖에 없으며, 특정 부위에 이상이 있는 경우, 전동기의 진동, 소음특성은 크게 달라지므로, 전동기의 진동, 소음에 관한 연구는 실험적 현상을 기초로 해야한다. 이에 본 연구에서는 전동기이 진동.소음을 규명하기 위해, 부하장치를 가진 전동기 구동 실험장치를 구성하여, 전동기 구동에 따른 진동.소음 신호를 획득, 분석함으로써 전동기에서 발생하는 진동,소음의 원인을 추정하였다.
본 논문에서는 철도 전동 소음의 주요 소음원인 레일 소음의 방사 특성을 이론적으로 해석하고 배열 마이크로폰을 이용한 레일 소음 측정 시 발생하는 현상들에 관해 이론적으로 고찰하였다. 철도 궤도는 국내 고속철도 콘크리트 도상 궤도를 대상으로 하였으며, 레일에 고속의 이동 하중이 작용하는 경우에 대한 진동 및 소음 방사 특성을 해석하였다. 본 연구를 통해 이동 하중이 작용할 때 발생하는 레일의 소음 방사 특성을 파악하였으며, 배열 마이크로폰을 이용한 레일 소음 측정시 빔 각도가 배열 마이크로폰 출력 음압에 중요하게 작용함을 확인하였다. 따라서 배열 마이크로폰을 이용해 레일 소음을 규명하기 위해서는 레일의 방사 특성을 반영한 배열 마이크로폰 빔 각도 설정이 필요함을 이해하였다.
승강기 소음에 대한 연구는 주로 발생 원인 및 저감 방안에 대한 것이 많았다. 승강기 소음을 정확하게 측정하고 평가하는 방법에 대해서는 아직 연구가 미비하다. 측정방법에 대해서는 국제표준으로 제정하여 측정 방법이 있지만 그것 또한 고층아파트에 적용하기 힘들고, 승강기 소음의 특성을 면밀히 반영하지 않은 것이 많다. 이러한 문제를 해결하고자 현행 규격에서 승강기 소음 측정 방법을 개선하는 연구가 이루어 졌다. 본 연구에서는 승강기 소음의 특성을 면밀히 파악하고자 하였다. 승강기 소음과 다른 설비기기와의 주파수 분석을 통해 승강기 소음이 다른 설비기기와는 다른 특성의 소음임을 검증 하였다. 승강기 소음은 구조전달소음으로 대표적인 구조전달소음인 중량바닥충격음과 비교 분석을 하였다. 승강기 소음과 중량바닥충격음과의 상관성은 0.9 수준으로 매우 높게 나타났다. 이 결과로 승강기 소음은 중 저주파대역이 주요한 구조전달소음이며 다른 설비기기와 함께 평가될 수 없음을 검증 하였다.
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.
좁은 슬롯을 포함한 디스크 브레이크 로터의 소음 방사특성을 전산해석과 이론적 계산을 합성한 방법으로 검토하였다. 첫 단계로 로터와 기본 치수가 동일하고 동일한 슬롯을 보유한 후판 환형 디스크의 소음방사 특성을 유한요소해석을 구한 모달 진동 데이터를 바탕으로 기존의 해법을 이용하여 계산하고 수치해석결과로 검증하였다. 다음으로 이 결과를 유한요소해석으로 구한 샘플 로터의 고유진동 특성에 적용, 고유진동으로 인한 소음방사를 계산한 다음 그 결과를 경계요소법을 이용하여 검증하였다. 마지막으로 이 결과를 바탕으로 로터에 고정된 조화가진 및 로터 주위를 회전하는 조화력에 의해 방사되는 소음 및 진동 특성을 검토하였다.
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.
2차원 단면들의 캐비테이션 소음이 캐비테이션 터널에서 측정되었다. 새로운 실험방법이 2차원 단면의 소음측정을 위해 개발되었다. 스팬 600mm인 3종의 단면들이 캐비테이션 거동과 소음특성을 조사하기 위하여 설계 제작되었다. 실험 결과로부터 여러 가지 캐비테이션 형태에 대한 소음 특성 및 3종의 단면들의 소음성능을 분석할 수 있었다. 앞으로 저소음 프로펠러 단면이 현재의 실험방법을 이용하여 충분히 개발될 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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