• 제목/요약/키워드: 음향 유한요소해석

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수중 운동체용 희소 평면배열 센서의 최적 설계 (Optimal design of a sparse planar array sensor for underwater vehicles)

  • 무하마드 샤킬 아프잘;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.53-59
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    • 2018
  • 본 연구에서는 수중 희소배열 센서의 구조를 최적설계하기 위한 새로운 방안을 개발하였다. 본 연구의 목적은 전체 배열센서와 대등한 성능을 가지는 희소 배열센서의 구조를 설계하는 것이다. 우선 희소 평면배열 센서의 지향계수를 배열 구조변수들의 함수로 유도하였다. 유도된 식을 사용하여 희소 배열센서 구성 소자의 개수와 위치를 최적화함으로써 그 성능이 전체 배열 센서의 성능과 대등하도록 희소배열 센서의 구조를 설계하였다. 설계된 희소 배열센서는 최대 부엽 레벨과 주엽의 빔폭 면에서 전체 배열 센서와 대등한 빔 패턴을 보였는데, 이로써 본 연구의 최적설계 기법의 효용성이 확인되었다. 나아가 수식에 의한 빔 패턴 해석 결과의 타당성은 최적화된 희소배열 구조에 대한 유한요소해석 결과와 비교함으로써 검증하였다.

유한요소법을 이용한 원통형 압전변환기의 입력임피던스 해석 (Input Impedance Analysis of Piezoelectric Cylinder Transducer using Finite Element Method)

  • 김천덕;서희선;김대환;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.32-40
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    • 1992
  • This study shows how the finite element method for the structural problems could be applied in the electromechanical impedance analysis of an in-air piezoelectric cylinder transducer and then compares the numerical results by the FEM with the measured results using the impedance analyzer. The results also show that the comparison between both results could be applied to examine the mechanical properties of the added unknown material to transducer such as an acoustic window.

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파워흐름유한요소법을 이용한 진동음향 연성해석 연구 (Research on Vibro-acoustic Coupled Analysis using Power Flow Finite Element Method)

  • 김성희;권현웅;홍석윤
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.767-770
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    • 2006
  • To predict vibrational energy density of simple structural-acoustic coupled systems in medium-to-high frequency ranges, Power Flow Finite Element Method(PFFEM) is used, and PFFEM sofiware, PFADS has been developed for the vibration predictions and analysis of coupled system structures in medium-to-high frequency ranges. However, it needs to consider vibro-acoustic coupled analysis to get more accurate results. Prior to implement vibro-acoustic coupled analysis functions in PFADS, research on vibro-acoustic coupled analysis using PFFEH is performed for simple models. These predictions include the indirect transmission path associated, and also the direct transmission path, and the formulation is extended to structural system model by using appropriate modifications to structural-acoustic and acoustic-acoustic joint matrices. Concerning the waves in plate and acoustic, it is possible to calculate the structural-acoustic full matrix of a model using PFFEM, and the formulations developed are implemented for two rooms surrounded by plates.

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구형 배플을 가진 피스톤 음원간의 상호 방사임피던스 계산 (Calculation of Mutual Radiation Impedance for Piston Sources with Spherical Type Baffle)

  • 박순종;김무준;김천덕
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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    • pp.439-442
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    • 2002
  • 구형 배플을 가진 피스톤 음원에 대한 방사임피던스 특성을 유한요소법과 하이브리드형 무한요소법을 사용하여 수치해석하였다. 강체 구형 배플에 있어서 피스톤 음원의 방사면 크기에 따른 자기방사임피던스 변화와 피스톤 음원간의 상호방사임피던스 변화를 고찰하였다. 방사면의 크기에 따라 자기방사임피던스 변화 및 음원간의 상호방사임피던스 변화를 검토한 결과 알려진 해석해와 일치하였다. 또한, 비강체 구형 배플의 특성 임피던스 변화에 따른 자기방사임피던스 및 음원간의 상호방사임피던스 특성 변화를 고찰하였다.

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연소관 조립체의 접착 체결부에 대한 비파괴 시험 방법 연구 (A Study on the Nondestructive Test Method for Adhesively Bonded Joint in Motor Case Assembly)

  • 황태경;이상호;김동륜;문순일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.343-352
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    • 2006
  • 본 논문에서는 금속 연소관, 단열 고무 그리고 내열 복합재로 구성된 연소관 조립체의 접착 체결 상태를 확인하기 위해 변형률, 음향방출 신호 그리고 초음파 시험자료를 이용한 비파괴 시험 방법이 제시되었다. 또한 내압 상태에서 연소관 조립체의 각 계면 접착 상태를 정량적으로 평가하기 위해 유한요소 해석이 수행되었다. 공압 시험 중 계측한 변형률 값과 음향방출 신호 상관관계 연구를 통해 연소관 조립체의 접착 건전성 평가가 가능했다. 그리고 연소관 조립체의 여러 접착 계면 중 첫 번째 계면인 연소관과 고무간의 접착은 초음파 방법으로 분류하였다. 이러한 연구를 통해 연소관 조립체의 모든 접착 계면은 1) 초기 완전 미접착, 2) 공압 시험 중 완전 접착 분리, 3) 공압 시험 중 부분 접착 분리, 4) 완전 접착 등 4가지 형태로 분류 및 검출되었다.

상반성 기법과 p-p method를 이용한 구조물 방사소음 유한요소해석 기법 연구 (Study on sound radiation estimation using a reciprocity technique and p-p method by finite element simulation)

  • 유지우;박헌;이지운
    • 한국음향학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.1-6
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    • 2023
  • 구조진동 소음 문제의 평가에 있어 방사소음은 중요한 물리적 특성으로 음향 인텐시티 측정으로 확인이 가능하지만, 시간이 오래 걸리고 까다로운 측정 조건 때문에 시험을 꺼리는 경향이 많다. 그 대안으로 시뮬레이션이 사용되고 있으며, 그 정확도도 높다. 문제는 방사소음 파워와 방사효율 같은 중요한 물리량을 얻기 위해서는 이를 계산해 주는 특정한 소프트웨어가 필요하다는 점이다. 본 연구에서는 이런 관점에서 일반적인 유한요소 해석 소프트웨어를 사용하여 방사소음 파워와 방사 효율을 계산하는 후처리 기법을 제안한다. 제안된 두가지 방법은 기본적으로 시험에서 사용하는 방법을 시뮬레이션에 활용하는 것이다. 첫번째 방법은 상반성 기법을 이용하는 것이며, 두번째 방법은 인접한 2개의 위치에서 계산된 음압을 이용하는 방법이다. 두가지 방법이 모두 효과적으로 방사소음 파워를 예측할 수 있음을 보였으며, 그 한계도 설명하였다.

가중평균 유한요소법을 이용한 주파수영역에서의 인공 음향파 합성 (Weighted-averaging Finite-element Method for Scalar Wave Equation in the Frequency Domain)

  • 현혜자;서정희;민동주
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제5권3호
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    • pp.169-177
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    • 2002
  • 일반 반사법 탐사 모델링에서 효율적인 주파수영역 수치모델링의 실용화를 위해 무엇보다 해결해야할 과제는 파장당 격자수를 줄이는 것이다. 본 연구에서는 이에 착안하여 수치분산 및 수치이방성을 최소화시키면서 한 파장당 필요한 격자수를 줄일 수 있는 가중평균 유한요소법을 개발하였다. 강성행렬과 질량행렬은 네 개의 사각형 유한요소로 확장하였으며, 모든 격자점이 포함되도록 유한요소를 배열하여 조합하였다. 확장된 네 개의 강성행렬과 질량행렬은 가중평균계수를 주어 선형결합하는 방법으로 가중평균하였다. 가중평균계수는 확장된 25점 평균차분법을 사용하여 가중평균계수를 결정하였다. 또한, 정확도 향상은 2차원 균질모델 과 수평층 모델에서 해석해와 한 파장당 4개의 격자점을 준 가중평균 유한요소법 수치해 비교를 통하여 검증하였다. 또한, 석유탐사에서 활용성이 높은 향사구조 모델을 선정하여 이의 반응을 관찰한 결과 지층경계면외에 네 개의 사각형 유한요소들의 구성으로 인한 인위적인 파의 도달이 인식되지 않았다. 따라서, 본 연구에서 고안된 가중평균 유한요소법은 주파수영역에서 폭 넓은 수치모델링연구을 가능하게 할 것이다.

로켓 연소관 조립체의 음향방출 신호해석 (Interpretation of AE Signals from Rocket Motor Case Assembly)

  • 이상호;황태경;문순일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.488-496
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    • 2003
  • 본 연구에서는 금속재 연소관내부에 단열고무/내열복합재로 구성된 연소관 조립체의 품질평가에 적용 가능한 음향방출 비파괴 시험 평가 기법을 정립하기 위하여 그간 수행되었던 시험결과를 종합하여 실제 생산에 적용 가능한 평가 기법을 정립하였다. 유한요소 code를 사용하여 연소관 조립체 구조 해석한 결과를 바탕으로 내열복합재에 절개선이 있는 연소관 표면의 스트레인과 절개선이 없는 연소관 표면의 스트레인 값을 비교하였다 해석결과는 공압시험 중 연소관 표면에 부착된 스트레인 값과 음향방출센서로부터 측정된 신호와 비교함으로써 연소관과 단열고무 접착성이 확인되었다. 음향방출법을 이용하여 금속재 연소관과 단열고무와의 접착성을 평가하는 방법으로서 실제 생산과정에 적용 가능함을 확인하였다.

음향계의 해석을 위한 부분구조합성법의 적용 (Application of Substructure Synthesis Method for Analysis of Acoustic System)

  • 오재응;고상철;조용구
    • 소음진동
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    • 제7권5호
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    • pp.737-746
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    • 1997
  • The substructure synthesis method is used for making it easy to analyze vibration systems generally in vibration field. In the past, this method has been to be used mainly because of shortage of computer memory and CPU time. But recently this method is used for analyzing complex structure or identifying the characteristics of systems precisely. The purpose of this study is to develop acoustic substructure synthesis method that can be applied to acoustic modal analysis of complex acoustic systems. Acoustic modal analysis method to be introduced here is a method that analyze acoustic natural mode shape of the complex acoustic system by the principle of CMS(component mode synthesis method). This paper describes the acoustic modal analysis of the acoustic finite element model of simple expansion pipe by acoustic substructure synthesis method. The resutls of acoustic modal analysis analyzed by Acoustic substructure synthesis method and the results by FEM(finite element method) shows good agreement.

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정재초음파를 이용한 입자제어 시스템의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of a Particle Manipulation System Using Ultrasonic Standing Wave)

  • 조승현;박재하;안봉영;김기복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.3-9
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    • 2010
  • Micro particles in fluid can be manipulated by using ultrasonic standing wave since the ultrasound makes particles move by means of its acoustic radiation force. This work concerns the micro particle manipulation system using ultrasonic standing wave which consists of a microchannel, a reflector, and an ultrasonic transduer. In the present system, the effects of the structural elements should be carefully considered to comprehend the system and find the optimal operational condition. In this investigation, finite element analysis was employed to analyze the system. Some interesting characteristics on the reflector thickness, the channel width, and the operational frequency were observed. Several experimental results were compared with the analytic results. Consequently, this work solidifies the importance of those system parameters and reveals the possibility of various applications of the particle manipulation using ultrasonic standing wave.