• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.3
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• pp.392-398
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• 1986

It is often occurred that exhaust pipe of an internal combustion engine should be bent due to some geometrical constraints. Especially for automobiles most of exhaust pipes of engines have curvature to avoid rear axles. In this paper effects of pipe curvature on the exhaust noise of a diesel engine have been studied experimentally. Experiments were carried out on a 4-cycle, 2164cc diesel engine. Two types of curvature, circular arc and retangle, were tested. Sound pressure level (SPL) and power spectrum of the exhaust noise were measured by inserting bent pipes of different curvature dimensions into the exhaust pipe at various engine operating conditions. The following results were obtained from this study. Among the engine operating conditions the exhaust noise was affected mainly by engine revolution speed. The noise was reduced by the circular arc bent pipe. The effectiveness of an arc bent pipe on the noise reduction was dominated by its arc angle and the maximum noise reduction was obtained by the angle of 180.deg.. But the noise reduction could not be obtained by the rectangular bent pipe, and at high engine speed the noise was rather increased due to turbulence of exhaust gas.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.242-243
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• 2009

배기토출음은 공회전시 발생하는 소음에 큰 영향을 끼친다. 연비를 높이기 위하여 공회전시 RPM을 낮추면 엔진 점화 주파수가 낮아지며, 이 경우 배기계 위치에 따른 음향학적 공명 주파수와 일치하면 배기 토출음의 크기가 증가한다. 따라서 본 연구에서는 공회전시 배기토출음을 줄이기 위해 소음기의 위치와 각 배기관들의 길이를 최적화하였다. 최적화 결과로써 3 가지 배기계 위치를 얻을 수 있었고, 실제 실험과의 비교를 통하여 최적화된 배기계 위치가 그렇지 않은 배기계 위치에 비하여 소음 저감량이 높은 것을 확인하였다.

• Journal of KSNVE
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• v.11 no.2
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• pp.207-215
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• 2001

삶의 질적 향상에 대한 소비자의 욕구가 증대되고 환경문제에 대한 관심이 실생활과 밀접한 관계가 있는 자동차에 미치게 되면서, 배기가스 규제 강화와 함께 소음에 대한 소비자의 요구 수준이 점점 높아지고 있다. 자동차의 소음은 일반적으로 주행시 외부로 방사되는 주행소음(pass-by noise)과 승차감에 영향을 미치는 실내소음으로 구분할 수 있는데, 주행시 외부소음은 국내 2002년 법규와 유럽의 법규 등에서 그 규제가 점점 강화되고 있고, 실내소음은 자동차의 상품성을 좌우하는 요소로서 그 중요성이 점점 커지고 있다 각 자동차 생산업체들은 NVH (noise, vibration and harshness) 개선에 많은 관심을 두고 있으며, 특히 주행소음 및 실내소음 전반에 있어 발생요인으로 큰 비중을 차지하고 있는 파워트레인(엔진 및 트랜스미션)에 대한 NVH 개선에 많은 투자를 하고 있다. 최근 개발되고 있는 차세대 자동차 엔진들을 보아도 EU의 2005년 EURO-IV배기가스 규제 및 북미의 SULEV 규제를 만족함과 동시에, 연비 향상과 NVH 향상을 개발 목표로 하고 있음을 알 수 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.31-35
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• 1992

자동차 관련 소음 및 진동중 엔진과 관련된 것은 흡.배기계 소음과 엔진 자 체의 각 구동 부위 및 연소실 소음으로 대별하여 볼수 있다. 특히 연소실 소 음의 경우에는 엔진 내부에서 발생하는 진동과 압력파가 엔진을 진동시키고, 이러한 엔진의 진동이 방사음을 발생시켜 형성되는 만큼 그 해석 및 공학적 접근 방법이 용이하지 않다. 연소실 소음은 압력의 갑작스런 변화에 의한 폭 발소음과 피스톤과 실린더 벽면의 충돌에 의한 피스톤 슬랩(piston slap)으로 크게 구분할 수 있으며 압력이 높지 않고 압력의 변화가 빠르지 않을 경우 에는 피스톤 슬랩이 기계적 소음의 주 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 본 고에서는 피스톤 슬랩에 의한 진동 현상을 예측하기 위한 이론적 접근 방법 을 제시하고 이의 타당성을 검증하기 위한 실험적 방법을 제시하고자 한다. 또한, 피스톤과 실린더의 간극 진단을 위해 슬랩 신호를 이용하는 방법에 대 해 살펴보고, 피스톤과 실린더의 충돌 속도를 통해 슬랩 신호를 줄이기 위한 엔진의 설계 방법에 대해 살펴보고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.5
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• pp.735-741
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• 1986

An experimental study on the effects of exhaust pipe curvature on the performance of a diesel engine is presented. The experiments were carried out on a 4-cycle, 216 c.c diesel engine and two types of pipe curvature, circular arc and rectangle, were tested. The shaft output, shaft torque and specific fuel consumption were obtained by inserting bent pipes of different dimensions into the exhaust pipe at various engine operation conditions. It was found that the engine performance was decreased by the circular arc bent pipe and the effects were dominated by its arc angle. The decrease of engine performance was minimized by the arc angle of 180.deg.. By the rectangle pipes the performance was more decreased and the effects were little influenced by its dimensions.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.327-327
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• 2010

자동차에서 실내음질은 구매결정 요소들 중의 하나로 그 중요성이 점차 증가하고 있다. 따라서 다양한 운전조건에서 운전자가 기대하는 실내음질의 기대 수준을 충족시켜야 한다. 소비자는 운전경험과 습관에 따라 기대하는 음질에 차이가 있고 소리에 대한 표현방식도 모호하기 때문에 이러한 주관적 특성을 하나의 통일된 표현으로 정의 하기가 어렵다. 그러나 지난 이십여 년 동안의 음질개발과 차량 실내소음 주관평가의 통계처리로 통일된 표현을 할 수 있었다. 나아가 심리음향학 및 신호처리기술의 발달과 꾸준한 음질연구결과로 소리특성을 객관적으로 나타내는 소리의 시각화가 가능하였으며, 운전자가 인식하는 주관평가와의 상관관계를 높여 차량의 대표적인 음질인자로 정량화하여 음질목표를 설정할 수 있었다. 실내소음의 구성은 엔진 투과음, 흡배기 소음, 바람 소음, 도로 기인 소음 등으로 다양하므로 소음원에 따라 음의 균형을 맞추어 조화로운 음질개발을 하는 것이 중요했다. 또한 차량 판매되는 지역에 따라 선호음이 상이하여 지역별 실내음질의 차별화가 필요했다. 궁극적으로는 운전자의 감성품질을 만족할 수 있도록 음을 제어하여 브랜드 사운드를 개발하고 있다. 이러한 실내음질을 달성하기 위한 방법으로 소음원과 전달경로에 대해 기여도를 분석하고, 경로를 구성하는 시스템 별로 세분화하여 시스템 목표를 설정하였다. 시스템 개발에 중요한 인자로 차량의 동강성 및 흡차음 성능을 들 수 있다. 특히 디젤차량의 비중이 큰 유럽업체의 차량의 동강성 및 흡차음 개발 능력은 높게 평가되고 있다. 이에 유럽의 부품전문회사가 가지고 있는 해석과 시험적인 개발 방법을 통하여 전달계 특성을 만족하기 위한 시스템의 동강성 및 흡차음 특성을 개발하고 있다. 차량음질 튜닝의 중요한 기법 중 하나로 흡배기 개발을 추진하고 있다. 친환경자동차인 하이브리드차량, 전기차량 및 연료전지차량의 경우 전기구동부품에서 발생하는 각종 이음 발생을 최소화 했다. 보행자를 보호하고 운전의 즐거움을 향상하기 위한 가상사운드 개발을 진행하고 있다. 회사 수익성 향상을 위한 원가절감 및 구조 경량화에 따른 음질악화와 연비 향상 및 배기가스 규제 강화로 고성능 고출력 엔진탑재에 따른 음질악화 요인을 극복해야 했다. 운전자의 청감은 차량의 운전성에 따라서도 크게 영향을 받게 되므로 엔진제어와 변속기제어를 통해 음질과 운전성이 조화를 이룰 수 있도록 개발하고 있다. 향후, 소음원에 따른 시스템 최적화 개발, 운전성과 음질 연계 개발과 친환경차량의 가상사운드 개발 등이 자동차 음질 개발의 중요한 이슈로 생각한다.

• Journal of KSNVE
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• v.5 no.4
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• pp.461-467
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• 1995

본 글에서는 일차원 음장에서의 능동소음제어를 위한 적응필터 알고리즘 들 과 이의 응용 예를 주로 다루었다. 앞으로의 세기에서는 환경관련 기술이 산업화의 앞날을 좌우할 수 있는 핵심기술이 될 것이므로 능동소음제어에 관한 연구가 더욱 활발해지리라 예상된다. 공조 시스템에서의 능동소음제어 기술은 미국, 유럽 등지에 서 상품화 된지 10여년이 지났고 국내에서도 수년전에 ANC Technology사에서 상품화 를 하였으나, 아직은 가격이 비싸고 덕트의 크기나 소음원의 특성 등에 따라 성능이 제안을 받고 있어 방송국, 공연장 등 소음이 민감한 곳에서 부분적으로 사용되고 있을 뿐이나 앞으로 프로세서의 가격이 싸지고 좀 더 강인성이 보장된 알고리즘을 개발하여 성능을 향상시킬 경우 많은 응용이 기대된다. 엔진의 배기관에의 응용은 이제 시작 단계에 있으며 발전소 등과 같은 대용량 엔진에서는 어느 정도 실용성이 입증되고 있으나 자동차 엔진 등과 같은 소용량 엔진에서는 시스템의 가격이 지나치 게 비싸 이직은 적용하지 못하고 있어 저 가격화에 대한 연구가 필요하리라 생각된다. 능동소음제어 분야는 미국, 영국, 일본 등 선진국에서도 시작한지 10년 내외되는 신기술 분야로 실제 플랜트에 응용되고 사용 제품을 생산하기 시작한 것은 불과 수년 밖에 안되었으므로 앞으로 더욱 연구가 진행되면 더욱 종은 결과가 기대된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.26-26
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• 1998

우주항공 산업에 대한 관심 증가에 따라 지상에서 많은 연소시험을 시행하고 있으나, 소음 발생문제에 부딪혀 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 초보적 단계이기는 하나, 액체로켓 엔진의 추력 손실을 최소화시키고 최대한 제트 소음을 크게 줄일 수 있는 소음기를 연구, 개발하고 있다. 본 연구에서는 제트소음에 대한 기초연구를 수행하여 물분사형 소음기를 설계 및 제작하였고, 물분사량과 소음기의 기하학적형상이 소음 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 본 실험범위에서 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 동일한 물 분사량 조건에서, 소음기 길이가 노즐출구 직경의 10배 모델 보다 30배 모델이 9dbl 정도 감음효과를 보였다. 2. 불 분사량이 증가함에 따라 소음레벨은 감소하였고, 30배 모델의 경우 불분사량이 배기가스의 10-12배 조건에서는 소음레벨을 91dbl까지 줄일 수 있었다. 3. 상기조건(소음레벨 91dbl)에 확장관을 부착함으로써, 소음레벨을 약 86dbl까지 줄일 수 있었다. 4. 본 형태의 물분사방식을 채택할 경우 고온배기가스로 인한 소음기의 파손을 방지하기 위해서 반드시 막냉각장치의 설치가 요구된다.

• 전기의세계
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• v.44 no.10
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• pp.33-39
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• 1995

본고에서는 능동 소음 제어 기법의 기본 개념을 소개하고, 1차원 음장에서의 능동 소음 제어에 관한 응용 예로 공조 시스템 및 엔진의 배기관(exhaust)에서의 능동 소음 제어 시스템과 3차원 공간에서의 응용 예로 자동차 내부에서의 능동 소음 제어에 관한 최근의 연구 결과를 소개하고, 현재의 연구동향과 앞으로의 전망을 논하고자 한다.