• 제목/요약/키워드: 소음 전달

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구조물의 실험적 진동예측 기술에 관한 연구 (A Study on Experimental Vibration pre-estimation Techniques of Structure)

  • 이홍기;권형오
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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    • pp.48-52
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    • 1992
  • 진동원을 가진 장비를 임의의 구조물에 설치할 경우 관심이 되는 문제는 구 조물의 임의의 위치에서의 진동 수준을 추정하는 일이다. 특히 정밀장비를 다루는 반도체 공장에서 크린룸이나, 정밀측정, 분석 실험실등 미진동을 제 어해야 하는 분야에서는 더욱 그 필요성이 대두되고 있다. 진동제어가 필요 한 공간에 대한 진동수준의 예측이 가능할 경우 진동윈이나 수진점(active and passive type)방진에서 최적화된 전달률(transmissibility)을 명확히 결정 할 수 있어 설계와 시행오차를 최소화 할 수 있다. 그러나 이러한 실제문제 를 다룰 경우 대부분 진동제어 구조물은 복잡하고 설치 운용되는 장비들은 대형, 복합장비가 사용되는 것이 일반적이고 수행기간도 여러가지 공정상 단 시간에 이루어져야 하는 현실적인 어려움이 있다. 진동제어가 필요한 구조물 에 대한 임의의 공간에서 진동수준을 신속하고 정확하게 예측하기 위해서는 최소한 두 가지 정보만이라도 명확히 해야 한다. 하나는 장비의 주파수별 정 확한 가진력의 산정이고 다른 하나는 장비가 설치되고 진동제어가 필요한 구조물에 대한 동적특성(dynamic property)이다. 가진력에 대한 정보는 일반 적으로 장비제작사가 제시하는 것이 원칙이나 그렇지 못할 경우 구조해석 기술자(structure engineer)가 해석적으로 추정하거나 또는 명확히 가진 특성 을 알지 못하는 복잡한 장비는 실험적으로 결정해야 한다. 구조물의 동적 특 성을 나타내는 모빌리티(mobility)를 구하는 방법은 해석적인 방법과 실험적 인 방법이 있으나 복합재료, 복잡한 구조형태나, 지지조건, 다양한 결합부의 동적 특성을 정의하여 해석적으로 정확히 해결하기에는 어려움이 있다. 이러 한 제한조건을 손쉽게 해결하는 방법은 실 구조물에 대한 동적실험(dynamic test)을 통하여 단기간에 동적특성을 결정하고 SDM(structure dynamic modification)이나 FRS(force response simulation)를 수행하여 임의의 좌표 공간에 대한 진동수준을 해석적으로 예측할 뿐만 아니라 구조물의 진동제어 를 위한 동적인자를 변경시킬 수 있는 정보를 제공하며 장비를 방진할 경우 신뢰성 있는 전달률을 결정할 수 있다. 실험적으로 철교, 교량이나 건물의 철골구조 및 2층 바닥 등 대,중형의 복잡한 구조물에 대항 동특성을 나타내 는 모빌리티를 결정할 경우 충격 가진 실험이 사용되는 실험장비 측면에서 나 실험을 수행하는 과정이 대체적으로 간편하다. 그러나 이 경우 대상 구조 물을 충분히 가진시킬수 있는 용량의 대형 충격기(large impact hammer)가 필요하게 된다. 이러한 동적실험은 약 길이 61m, 폭 16m의 4경간 교량에 대 하여 동적실험을 수행하여 가능성을 확인하였다. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다.

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안정화 필터 알고리즘을 적용한 IIR 구조 능동 머플러의 설계 (Design of IIR Structure Active Mufflers using Stabilized Filter Algorithms)

  • 안동준;남현도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.570-575
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    • 2019
  • 능동 머플러는 자동차 머플러의 배기소음을 저감하기 위하여 능동 소음 제어 기법을 적용하여 구현된다. 기존의 보편적인 Filtered_x LMS 알고리즘은 음향 궤환이 존재할 경우 제어필터의 차수가 매우 커지고 수렴성이 악화되는 문제가 있다. 이를 보완할 수 있는 Recursive LMS 알고리즘은 적응필터의 적응과정에서 쉽게 발산할 수 있어 적용이 제한되어 왔다. 본 논문에서는 수렴 성능과 계산량 부담이 개선되도록 1차 경로와 2차 경로 전달함수의 구조를 IIR 필터로 설계하였으며 IIR 필터 구조의 단점인 안정성 확보를 위해 안정화 필터 알고리즘을 적용하였다. 안정화 필터 알고리즘은 적응과정 중에 음향 궤환에 해당하는 전달함수의 극점이 발산하는 것을 방지하기 위하여 극점을 단위원 내부로 끌어 당기는 역할을 수행한다. 이러한 방법으로 능동 머플러 시스템의 계산량 절감과 수렴성능을 향상시킬 수 있다. 제안한 시스템의 유용성을 보이기 위하여 가변 환경인 디젤 엔진의 배기음향을 대상으로 기존의 Filtered_x LMS 알고리즘과 제안한 시스템과의 성능을 비교하여 그 우수성을 보였으며, 계산량은 절반 이하, 수렴 특성은 4배 이상의 성능을 보였다.

진동 절연계에서 절연요소 회전강성계수가 고주파수 대역 진동파워 전달에 미치는 영향 (Effects of Rotational Stiffness of Isolators on Vibration Power Transmission in Vibration Isolation Systems over High Frequency Range)

  • 김진성;이호정;김광준
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.375-383
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    • 2003
  • For a performance analysis of vibration isolation systems, the concept of vibration power flow can be employed preferably when noise radiated from the supporting structure with finite impedances is of interest. The idea is basically simple to understand and formulas for precise estimation of the vibration power are easy to derive. However, It is often required to simplify the process of experimentation under several assumptions due to instrumental limitations. For an example, rotational degree of freedom has not been well treated in bending vibrations of beam or plate-like structures. Yet, several recent studies showed that the moments and rotations play an important role in power transmission and should be taken into consideration carefully as the frequency range of interest goes to audibly high. Therefore, it is readily agreed that reduction of the noise radiation over the high frequency range can be effectively accomplished by adjusting the rotational stiffness of the isolator without changing the vibration isolator efficiency in low frequency range relevant to the translational stiffness of the isolator In this paper, the vibration power flow approach is applied to an AC motor installed on a finite plate in order to illustrate the contribution of the rotational vibration power to the total vibration power transmission. The effects of rotational stiffness of the isolator on the vibration power transmission are investigated by inserting various shapes of Isolators with different rotational stiffness but with $ame translational stiffness between the motor and the plate. The resultant noise radiation from the plate is presented to verify the proposed approach.

가동코일형 전자기식 작동기를 결합한 함정 탑재장비용 마운트 개발 (New Mount with Moving-Coil-Type Electromagnetic Actuator for Naval Shipboard Equipment)

  • 신윤호;문석준;정우진;전재진
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권10호
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    • pp.885-894
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    • 2013
  • 이 연구에서는 함정탑재 장비의 진동으로부터 기인되는 고체음의 저감을 목표로 새로운 형태의 복합형 마운트를 개발하였다. 수동형 마운트와 비접촉식 전자기식 작동기 또는 관성력형 작동기로 구성된 복합형 마운트가 우수한 성능을 보유한다는 선행연구 결과를 바탕으로 이 연구에서 개발된 복합형 마운트는 기존의 검증된 수동형 고무마운트와 전자기식 작동기를 비접촉식으로 결합한 형태이며, 내충격 성능을 고려하여 설계하였다. 먼저 장비로부터 유발된 진동이 외부로 전달되는 성분의 차단에 대해 복합형 마운트의 효과적인 구성요소 배치형식을 제안하였으며, 여러 설계인자를 고려한 초기 설계안을 제시하고, 마운트 설치 시 문제원인이 될 수 있는 내충격 성능을 고려한 최종 설계를 수행하였다. 설계된 복합형 마운트를 제작하고, 실험을 통해 성능을 검토하였다.

U형 장약홀더를 이용한 발파공법에서 지반진동 저감특성 및 파괴효율에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study on Ground Vibration Reduction and Fragmentation in a Controlled Blasting Utilizing Directional U Shape Charge Holder)

  • 김현수;백범현;오세욱;한동훈;조상호
    • 화약ㆍ발파
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    • 제34권1호
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    • pp.11-18
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    • 2016
  • 도심지나 보안건물과 근접한 곳에서 폭약을 사용하는 발파작업이 수행되는 경우 지반진동 및 소음의 영향을 최소화 시킬 필요가 있다. 이러한 지반진동과 소음은 암반의 천공내에 장전된 폭약이 기폭되며 주변 암반을 파괴하고 남은 일부 충격에너지에 의하여 발생된다. 최근 천공 내 U형 철재장약홀더를 삽입하여 충격파의 전파방향을 제어하여 자유면방향으로 파쇄효과를 유지하며 암반 내로 전파하는 충격진동을 감쇄시키는 발파 공법이 제안되었다. 본 연구에서는 U형 철재장약홀더를 적용한 암반발파에서 충격파의 전파특성을 파악하기 위하여, AUTODYN 소프트웨어를 이용하여 장약홀더 내 장전된 폭약의 폭굉을 모사하고 주변암반에 전달된 충격파를 측정하였다. 또한 장약홀더 발파의 암파쇄 효과를 파악하기 위하여 동적파괴과정해석코드인 DFPA(Dynamic Fracture Process Analysis)를 적용하여 장약홀더를 이용한 장약조건을 고려한 2자유면 발파를 모사하였다. 일반발파의 장약조건을 고려한 충격파 발생 및 파괴과정해석을 추가적으로 수행하여 장약홀더의 암파쇄효과를 비교하였다.

차량 시스템의 소음 기여도분석 및 공진 규명을 통한 전자식 주차 브레이크 소음원 규명 (Noise Source Identification of Electric Parking Brake by Using Noise Contribution Analysis and Identifying Resonance of Vehicle System)

  • 박군동;서범준;양인형;정재은;오재응;이정윤
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.119-125
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    • 2012
  • Caliper intergrated Electric Parking Brake (EPB) is an automatic parking brake system, attached to rear caliper. Because EPB uses luxury vehicles recently, the drivers of vehicles are sensitive to the EPB noise. EPB is operated by the motor and gear, so noise is generated by motor and gear. In order to reduce noise, One of EPB manufacturers uses helical gear and changes the shape of EPB housing. But these methods are not optimized for reduction of interior noise. There are many noise transfer paths into vehicle interior and it is difficult to identify the noise sources. Therefore, in this study, we performed contribution analysis and modal testing in the vehicle system. It is possible to distinguish between air-borne noise and structure-borne noise in the vehicle interior noise by comparing interior noise peak with resonance mode map.

고속프레스의 다이나믹 시스템 및 방진시스템 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Dynamic System and Vibration Isolation System in a High-speed Press)

  • 서진성;정철재;현기용;류민
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제25권12호
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    • pp.856-865
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    • 2015
  • In a high-speed press, numerous moving links are interconnected and each link executes a constrained motion at high speed. As a consequence, high-level dynamic unbalance force and unbalance moment are transmitted to the main frame of the press, which results in unwanted vibration and significantly degrades manufacturing accuracy. Dynamic unbalance force and unbalance moment inevitably transmits high-level vibrational force to the foundation on which the press is installed. Minimizing the vibrational force transmitted to the foundation is critical for the protection of both the operators and the surrounding structures. The whole task should be carried out in two steps. The first step is to reduce dynamic unbalance based upon kinematic and dynamic analyses. The second step is to design and build an optimal vibration isolation system minimizing the vibrational force transmitted to the foundation. Firstly, the dynamic design method is presented to reduce dynamic unbalance force and moment. For this a 3D CAD software was utilized and a computer program was written to compute dynamic unbalance force and moment. Secondly, the design method for vibration isolation system is presented. The method for designing coil springs and viscous dampers are explained in detail.

스펙트럼 요소법을 이용한 판 구조물의 램파 전달 해석 (Analysis of Lamb wave propagation on a plate using the spectral element method)

  • 임기룡;김은진;최광규;박현우
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.71-81
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    • 2008
  • This paper proposes a spectral element which can represent dynamic responses in high frequency domain such as Lamb waves on a thin plate. A two layer beam model under 2-D plane strain condition is introduced to simulate high-frequency dynamic responses induced by piezoelectric layer (PZT layer) bonded on a base plate. In the two layer beam model, a PZT layer is assumed to be rigidly bonded on a base beam. Mindlin-Herrmann and Timoshenko beam theories are employed to represent the first symmetric and anti-symmetric Lamb wave modes on a base plate, respectively. The Bernoulli beam theory and 1-D linear piezoelectricity are used to model the electro-mechanical behavior of a PZT layer. The equations of motions of a two layer beam model are derived through Hamilton's principle. The necessary boundary conditions associated with electro mechanical properties of a PZT layer are formulated in the context of dual functions of a PZT layer as an actuator and a sensor. General spectral shape functions of response field and the associated boundary conditions are formulated through equations of motions converted into frequency domain. A detailed spectrum element formulation for composing the dynamic stiffness matrix of a two layer beam model is presented as well. The validity of the proposed spectral element is demonstrated through comparison results with the conventional 2-D FEM and the previously developed spectral elements.

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모멘트쌍 액추에이터가 적용된 PPF에 의한 평판의 능동진동제어 (Positive Position Feedback Control of Plate Vibrations Using Moment Pair Actuators)

  • 신창주;홍진숙;정의봉;유호영
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.383-392
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    • 2012
  • This paper reports the active vibration control of plates using a positive position feedback(PPF) controller with moment pair actuators. The equations of motion of the plates under a force and moment pairs are derived and the equations of PPF controllers are formulated. The numerical active control system is then achieved. The effect of the parameters - gain and damping ratio - of the PPF controllers on the open loop transfer function was investigated mainly in terms of the system stability. Increasing the gain of the PPF controller tuned at a mode, the magnitude of the open loop transfer function is increased at all frequencies without changing the phase behavior. The increase of the damping ratio of the PPF controller leads to decrease the magnitude of the open loop transfer function and to modify its phase characteristics, ie, system stability. Based on the behavior of the gain and the damping ratio of the controller, PPF controller for reduction of the plate vibration can be achieved. Two PPF controllers are designed with their connection in parallel to control the two modes simultaneously. Each PPF controller is tuned at the $1^{st}$ and $2^{nd}$ modes, respectively. Their parameters were determined to remain the system to be stable based on the results of the parametric study. A significant reduction in vibration at the tuned modes can be obtained.

전투체계를 위한 표적 및 주변소음 모델링을 통한 어뢰소나 표적탐지 시뮬레이션 연구 (A Study on the Torpedo Sonar Simulation for Combat System by Modeling Target and Noise)

  • 김용;유현승;김승환;지재경
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.554-564
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    • 2020
  • In environment of torpedo firing, underwater acoustic signal is generated by target and noise. Sound wave which is generated from acoustic signal is propagated by seawater and it is received through the sonar(sound navigation and ranging) system mounted on torpedo. In the ocean, acoustic signal or sound wave from target that is generated by the spread of broadband can be attenuated by ambient noise and can be lost by medium and environment. This research is designed to support teamwork training in Naval operations by constructing a simulation system that is more similar to the real-world conditions. This paper attempts to research the modeling of target detection and to develop the simulation of torpedo sonar(TOSO). In order to develop the realistic simulation, we researched the broadband sound modeling of target and noise source, the modeling of acoustic transmission loss by chemical component of seawater, and the modeling of signal attenuation by ambient noise environment which is approximated by experimental measurements in seawater surrounding the Korea Peninsular and by experience of Navy's actual torpedo firing. This research contributed to constructing more practical simulation of torpedo firing in real time and the results of this research were used to develop a teamwork training system for the Navy and their education.