• Title/Summary/Keyword: 음향 가진

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An Investigation of Acoustic Excitation on Sooting Diffusion Flame (Soot 배출 확산 화염에 대한 음향 가진 효과 연구)

  • Young-IL Jang
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.3 no.2
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    • pp.250-258
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    • 2000
  • 본 논문에서는 soot을 배출하는 층류 확산 화염에 대한 음향 가진(acoustic excitation) 효과에 대해 연구하였다. 최근의 연구결과는 soot 배출 화염에 음향 가진을 작용시키면 radiation은 증가하고 soot 배출은 감소한다는 사실을 밝혀주었다. 음향 속도(acoustic velocity)는 음향 압력(acoustic pressure)과 900 상(phase) 차이가 있기 때문에 acoustic driver를 장착한 유리 튜브 내부의 축방향으로 soot을 배출하는 아세틸렌 확산 화염을 이동시킴으로서 soot 배출 감소에 대한 음향 속도와 음향 압력의 상대적인 중요도를 밝혀낼 수 있다. Soot을 배출하는 아세틸렌 화염에 soot 배출이 멈출 때까지 음향 가진을 작용시키고 유리 튜브 안의 최대 압력 위치에서 음향 압력을 측정하며, 화염 위치의 음향 속도와 음향압력은 운동량 방정식과 파동 방정식을 통해 계산된다. 실험 결과 음향 속도가 최대이고 음향 압력이 최소인 위치에서 보다 음향 속도가 최소이고 음향 압력이 최대인 위치에서 훨씬 더 큰 acoustic power가 필요함을 보여주었다. Soot 배출을 멈추는데 필요한 음향 속도의 크기는 유리 튜브의 축방향에 대해 거의 일정한 반면 음향 압력의 크기는 상당한 변화가 있었다. 이러한 결과는 Soot 배출의 감소가 주로 음향 속도에 의한 것임을 강하게 시사한다고 할 수 있다. 또한 연료의 유량이 증가함에 따라 soot 배출을 억제하는데 필요한 acoustic power도 증가한다는 사실을 확인 할 수 있었다.

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A study on the arrangement of actuators and speaker zones of the panel speaker (패널 스피커의 가진기 및 스피커 배치에 관한 연구)

  • Jung-Han Woo;Seong-Hyun Lee;Yun-Ho Seo;Pyung-Sik Ma;Dongjoon Kim
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.42 no.5
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    • pp.388-394
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    • 2023
  • When the vibration of the thin panel by exciting single point is used to radiate sound, the inherent vibration characteristic of the plate itself causes influence on the radiated sound. A conventional panel speaker system usually uses the single or double point excitations for generating the sound through the panel itself. The radiated sound can be easily distorted due to the modal characteristics of the plate so it is difficult to expect sufficient sound power or high radiation efficiency. In this paper, to achieve an immersive sound field, the multiple speaker zones on a thin panel are created with the limited number of actuators. The designated vibration field which can generates directional sound is realized by employing the vibro-acoustic inverse rendering methods. Actuators are arranged from the positions which have the advantage of implementing with multi-modal excitations. The location and number of actuators are compared with the location and number of controllable speaker zones by conducting numerical simulations.

Numerical Study of Nonlinear Acoustic Damping Induced by Acoustic Resonators in a Combustion Chamber (음향공명기의 비선형 음향감쇠 특성에 관한 수치적 연구)

  • Sohn, Chae-Hoon;Park, I-Sun
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.13-16
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    • 2007
  • Nonlinear acoustic damping of a half-wave acoustic resonator in a combustion chamber is investigated numerically. First, in a baseline chamber without any resonators, acoustic behavior is investigated over the wide range of acoustic amplitude from 80 dB to 150 dB. Decay rate increases nonlinearly with acoustic amplitude and nonlinearity becomes appreciable at acoustic amplitude above 125 dB. Next, damping effect of a half-wave resonator is investigated. Nonlinear acoustic excitation does not affect optimum tuning condition of the resonator, which is derived from linear acoustics. A half-wave resonator is effective even for acoustic damping of high-amplitude pressure oscillation, but its function of acoustic damper is relatively weakened compared with the case of linear acoustic excitation.

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Spray Characteristics of Liquid Jets in Acoustically-Forced Crossflows (음향가진된 횡단류 유동장 내 액체제트의 분무특성)

  • Song, Yoonho;Hwang, Donghyun;Ahn, Kyubok
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.2
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • This study investigated the acoustic forcing effects on the liquid column breakup length and the trajectory of liquid jets in crossflows. Cold-flow tests with a single hole circular nozzle injector were carried out by changing the injection pressure and acoustic forcing amplitude. Additionally, spray images were obtained at 12 phase angles to investigate the influence of the phage angle. The results revealed that the liquid column breakup lengths generally decreased under the acoustic forcing conditions, in comparison to those under the non-acoustic forcing conditions. However, they were not affected by the variation in the phase angles. On the contrary, it was found that the acoustic forcing hardly influenced the liquid column trajectories.

The Study of the Characteristics of Radiation Efficiency from the Point-Excited Cylindrical Shell under the Free Ends (점-조화 가진에 의한 양단 자유지지 경계 조건을 갖는 원통 셸의 방사 효율 특성에 관한 연구)

  • 김관주
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1998.06e
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    • pp.103-106
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    • 1998
  • 본 논문은 상용 FEM-BEM 프로그램을 사용하여 점-조화 가진(harmonic point excitation)에 의한 자유지지 경계 조건을 갖는 원통 셸(cylindrical shell)의 방사 효율(radiation efficiency) 실험의 결과와 비교하였다. 우선 충격 해머 실험(impact hammer test)을 통한 모드 시험(modal testing)으로 원통 셸의 공진 주파수(natural frequency)와 모드 형상(mode shape)의 특징을 살펴보고 다음으로 점-조화 가진에 의한 원통 셸의 방사 효율을 SYSNOISE와 ANSYS로 해석해 보았다. 동시에 음향 세기 실험을 통한 방사 효율을 측정하여 전산 해석의 결과와 실험의 결과를 비교해 보았다.

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Acoustical Dynamic Response Analysis of a Gas Turbine Combustor Using a Sine-Sweep Forcing Model (사인-스윕 가진 모델을 통한 가스터빈 연소기의 음향 동적 반응 해석)

  • Son, Juchan;Kim, Daesik
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.26 no.4
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • In the current study, in order to understand the dynamic response characteristics of the system according to the external acoustic forcing, a numerical approach was developed by adding an sign-sweep forcing function to the existing network model. Through this model, the sensitivity of frequency and pressure amplitude changes according to system parameters such as the physical dimensions and boundary conditions of the target combustor was analyzed in a wide frequency range. Analysis results of dynamic response characteristics of the target combustor are shown that the frequency regime with high dynamic pressure response was similar to the instability frequency range measured in the same combustor, and in particular, the response of the system depends greatly on the location of the acoustic forcing source term.

Damping Characteristic of Helmholtz Resonator according to Its Geometry and Sound Pressure Level (헬름홀쯔 공명기의 기하학적 형상과 가진 음압에 따른 감쇠 특성)

  • Song, Jae-Kang;Kim, Ki-Woo;Chae, Byoung-Chan;Ko, Young-Sung;Kim, Sun-Jin
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.38 no.10
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    • pp.966-972
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    • 2010
  • Damping characteristics of a Helmholtz resonator to passively control the combustion instability were investigated by linear acoustic analysis and atmospheric acoustic tests. Its orifice length and diameter were selected as the design parameters and supplied SPL(sound pressure level) effect on damping characteristics were investigated. Damping capacity is improved by decreasing the orifice length as well as by increasing the orifice diameter. Also, the results showed that the damping capacity of the resonator decreased nonlinearly about above 110 dB and instabilities in the nonlinear region were more effectively suppressed by increasing the orifice diameter.

Development of efficient model order reduction for frequency dependent system (가진 주파수에 종속적인 시스템을 위한 효율적인 모델축소법 개발)

  • Yoon, Gil-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.685-688
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    • 2011
  • 본 논문에서는 다양한 음향 가진에 따른 음향 응답을 유한 요소법을 통하여 효과적으로 계산하기 위한 새로운 모델 축소법을 제안한다. 일반적인 유한 요소법을 통한 기계구조물의 응답을 구하기 위해서는 음향 방정식의 강성 및 행렬을 구한 뒤 이들의 조합을 통한 동적 강성행렬을 구한 뒤 역행렬을 구하여 다양한 주파수 응답을 구하게 된다. 현재 컴퓨터 하드웨어의 발전과 소프트 웨어의 발전에 의하여 더 많은 유한 요소를 사용할 수 있게 되었고 이로 인하여 더욱 정확하고 넓은 대역의 음향 응답을 구할 수 있게 되었다. 그러나, 아직까지도 아주 복잡한 구조물의 음향 응답을 구하기 위하여 유한 요소를 무한정으로 증가할 수 없는 경우가 많다. 이를 해결하기 위하여 일반적으로 모델 축소법(Model order reduction) 기법을 사용한다. 이 모델 축소법은 기본적으로 전체 행렬을 아주 작지만 효율적인 작은 행렬로 바꾸어 응답을 예측하는 기법으로 mode superposition method, ritz vector method, quasi-static ritz vector method등이 있다. 기존의 모델 축소법은 기본적으로 질량 및 강성행렬이 가진 주파수에 영향을 받지 않는 행렬이라 가정한다. 그렇기 때문에 경계조건이나 다공성 재료를 모델링할 경우 가진 주파수에 영향을 받는 강성행렬과 질량행렬이 만들어지게 되어 기존의 모델 축소법은 효과적이지 못하게 된다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 이 논문에서는 Quasi-static ritz vector method의 기본적인 개념을 확장하여 여러 개의 중심 주파수(Center frequency)에서 기저를 계산하고 이를 동시에 이용하는 Multi-frequency quasi-static ritz vector method를 제안한다.

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A Numerical Study on Sensitivity of Acoustic Response to Pressure Oscillations in Liquid Rocket Engine (압력진동에 대한 액체 로켓엔진의 음향 응답의 민감도에 관한 수치적 연구)

  • Sohn, Chae-Hoon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.5
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    • pp.79-87
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    • 2002
  • Acoustic responses to pressure oscillations in axisymmetric combustion chamber are numerically investigated to examine the qualitative trend of acoustic instability in liquid rocket engine. Chamber operating condition and excitation frequency of oscillating pressure are selected as exciting parameters of acoustic instability. Artificial perturbation is simulated by total-pressure oscillation with sine wave at chamber inlet. Many approximations and simplifications are introduced without losing the essence of acoustic pressure response. First, steady-state solution for each operating condition is obtained and next, transient analysis is conducted. Depending on operating condition and excitation frequency, the distinct response characteristics are brought. Weak-strength flames and high-frequency excitation tend to cause sensitive acoustic pressure response leading to unstable pressure field. These results are analyzed based on the correlation with acoustic pressure responses from the previous works adopting laminar flamelet model.

A Study on Determining Complex Young's Modulus of Acoustic Materials (음향 재질의 복소수 모듈러스 추출에 관한 연구)

  • Kim, In-Su;Lee, Hyo-Keun;Kim, Sung-Hee
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.10 no.1
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    • pp.30-36
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    • 1991
  • Since the Complex Young's Modulus of acoustic materials is a function of frequency under a static load, a cylindrical specimen modelled by rod-like one with losses is used to determine the dynamic characteristics of materials. The specimen is excited into longitudinal vibration at its one end by shaker and at the other end, loaded by a mass corresponding to the desired static load and thus the transfer function of specimen is measured. This transfer function method is analyzed theoretically and experimentally over a frequency range of 50 Hz to 20 KHz. The analysis includes the measurability of the transfer function, the frequency range of the method and lateral motion effect.

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