19세기 내내 미국 음향학이 유럽에 뒤쳐져 있었을 때, 미국의 음향학자인 앨프레드 메이어는 미국의 실험 음향학을 유럽의 수준으로 끌어올리는 데 크게 기여했다. 그는 파리에 머물면서 악기 제작자인 쾨니히와의 협동 연구를 통해 실험 기술을 전수 받았고 영국을 방문하여 레일리를 비롯한 앞선 연구자들의 연구 능력을 배우는 기회를 갖기도 했다. 이러한 노력의 결과로 메이어는 온도에 따른 음속 변화를 이용한 음향 고온계의 개발, 선택적 공명에 의한 모기 청각의 발견, 소리의 잔류 감각 지속의 공식화, 소리의 방향을 찾아내는 토포폰의 개발, 음의 진동수를 가시화 하는 장치 등 독창적인 성과를 통해 유럽에서 명성을 얻었다. 그는 유럽의 음향학에 독창적인 연구 성과를 더했을 뿐 아니라 음향학을 물리 교육에도 활용함으로써 차세대 미국 음향학자들의 배출에 기여했다.
This paper reviews the improved moving frame acoustic holography (MFAH) method and its application. Moving frame acoustic holography was originally proposed to increase the aperture size and the spatial resolution of hologram by using a moving line array of microphones. The hologram of scanned plane can be obtained by assuming the sound field to be product of spatial and temporal information. Although conventional MFAH was only applied to sinusoidal signals, it allows us to visualize the noise generated by moving noise sources by employing a vertical line array of microphones affixed to the ground. However, the sound field generated by moving sources becomes different from that of stationary ones due to the movement of the sources. Firstly, this paper introduces the effect of moving noise sources on the obtained hologram by MFAH and the applicability of MFAH to the visualization of moving sources. Secondly, this paper also reviews improved MFAH that can visualize a coherent narrow band noise and a pass-by noise. The practical applicability of the improved MFAH was demonstrated by visualizing tire noise during a pass-by test.
타이어와 휠가드 사이의 공간은 타이어 패턴음의 전달경로가 된다. 본 논문에서는 타이어-휠가드 공간에서 발생하는 음향현상을 음장모드 분석과 휠 가드 표면에서 음압분포 가시화를 통해 규명하였다. 타이어 패턴음 저감을 위해 음향학적 댐퍼 역할을 수행하는 캐비티를 휠가드 표면상에 적용하였다. 실내소음은 2 dB(A) 감소하였는데, 본 연구에서 다룬 소음저감방법은 완성차 단계에서 원가/중량의 증가없이 실내음질을 개선하는 효과적인 방안이 될 것이라고 판단된다.
“소리의 비 가시성(非 可視性)”은 소음을 제어하고자 하는 공학자에게 주어진 근원적인 어려움 중의 하나이다. 따라서 이러한 비 가시성을 완화할 수 있는. 다시 말하면 소음을 볼 수 있는 방법에 대한 탐구는 많은 관심과 시도가 있어왔다. 이들 방법 중 대표적인 것으로 이론적 또는 수치적인 방법을 이용하여 소음을 가시화 하려는 많은 시도를 들 수 있다. 수치적인 방법의 경우에는 난류 유동의 가시화 분야에서 괄목할 만한 성과를 이루어왔으나 난류 소음의 가시화에는 부족한 상태이다 실험적인 방법의 경우는 마이크로폰 제작 기술의 발달로 인한 가격 인하로 많은 수의 마이크로본을 손쉽게 확보할 수 있게 되었고 매우 빠른 신호처리 기술의 발달이 확보됨으로써 많은 진전이 이루어졌으나, 가시화된 음장 정보의 정확한 해석 등이 여전히 어려운 분야로 남아있다. 또한 음장 가시화 결과에는 항상 유한한 측정 자료로 인한 오차가 포함되어 있으며, 이로 인하여 논문의 제목에서 강조한 바와 같이 소음인의 탐지 및 소음원의 공간적인 분포를 결정하는 데 어려움이 있다. 이 논문은 음장 가시화와 관련된 간략한 역사를 레오나르도 다빈치의 유명한 와류 유동 그림에서 출발하여 현대적 개념의 선형 혹은 평면형 마이크로폰 배열에 의해 수행되는 음향 홀로그래피 분야를 전반부에 설명하고, 음향 홀로그래피 구현에 있어서 발생하는 어려운 문제와 최근의 연구 동향을 후반부에 소개하는 방식으로 구성되어 있다. 최근의 문제 중에서는 자동차나 기차와 같이 이동하는 소음원을 가시화하기 위한 이동 후레임(moving frame)을 이용한 홀로그램 구성 방법과 닫힌 공간에서의 소음원 탐지를 위해 필요한 소리의 반사 효과 제거에 대하여도 기술하고 있다. 또한, 최근에 연구되는 또 다른 중요한 분야로서 “우리는 두 마리의 새가 지저귀는 것인지 아니면 한 마리의 새가 두 개의 목소리를 가지고 지저귀는 것인지 알 수 있을까?" 라는 질문으로 표현할 수 있는 공간상에 분포하는 소음원의 상호 의존관계를 구분하는 분야에 대한 문제 제기와 현실적인 접근 방법을 논하고 있다.
동적 감쇠자로서 백홀에 대한 동적 제어 테스트를 수행하였다. 공급라인에서 압력 섭동에 의해 발생되는 가진과 스월 인젝터의 내부 파동 분석을 위해 수력학적 진동발생기와 1차원 가시화 모델 인젝터가 제작되었다. 음향학적 대신에 동적 감쇠자로서 백홀의 영향에 초점을 두었기 때문에 액막의 분열길이와 액막 두께를 측정하여 정상 상태와 가진 상태의 결과를 비교하였다.
Dynamic oscillation motion of a pendant drop has been Investigated experimentally when acoustic wave is applied. This problem is of particular interest in the understanding of transport phenomena, accompanied by liquid drop. In this experiment, pendant drop was made to oscillate by inducing the acoustic wave and the subsequent drop motion was recorded by a high-speed camera. The results obtained indicate that liquid drop hanging on the flat surface has resonant frequencies on each shape oscillation modes. It is also found that exists the swing mode of oscillation on the pendant drop.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제24권4호
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pp.515-525
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2000
A new acoustic field visualization technique is introduced in this study. Small particles of which density is small enough to follow up the air used for the noise field visualization. In order to quantify the noise, PIV(Particle Imaging Velocimetry) has been constructed. When the driving frequency is in the vicinity of the resonance frequency of the simplified 2-dimensional muffler system, an acoustic streaming is shown and of which velocity distribution is obtained through PIV technique. It is experimentally proved that the present technique is able to visualize and quantify the acoustic fields.
직사각형 평판의 고유진동수와 진동모드를 연구하였다. 이중 퓨리에 사인시리즈를 직사각형 평판의 모달 변위함수로 사용하였으며, 다양한 경계조건을 가지는 자유진동 해석에 적용하였다. 유한급수 전개로써 근사해를 나타내는 고전적인 Ritz 방법을 이용해서 직사각형 평판의 고유진동수를 해석한 Leissa의 결과와 본 연구의 결과를 비교하였다. 그리고, 평판의 형상비에 따른 영향도 연구하였다. 자유경계 평판, 외팔평판, 고정평판, 그리고 모서리가 단순지지된 직사각형 평판의 진동형태를 가시화 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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