• Title/Summary/Keyword: 음향 유한요소해석

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An Analysis of the Acoustic Field in a Closed Structure by a Centrifugal Fan (원심팬에 의한 닫힌 구조물 내부의 음향장 해석)

  • 전완호;이덕주
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1997.04a
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    • pp.602-607
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    • 1997
  • 원심팬의 소음해석 기법은 Lighthill 방정식을 풀어야 하는 어려운 작업이기 때문에 아직 해석된 예가 드물다. 그래서 본 연구에서는 이미 개발한 움직이는 쌍극에 의한 소음 계산 기법을 이용해서 원심팬의 소음을 자유공간에서 계산한다. 닫힌 공간내의 음장은 경계요소법 혹은 유한요소법으로 많이 연구가 되어 왔다. 본 연구도 일반적으로 많이 사용되는 경계요소법을 이용한다. 이 세가지 방법은 원심팬에 의한 유동/음원 특성을 계산하고, 계산된 음원특성을 이용해서 경계요소법으로 전체 음향장을 계산하는 순서로 수행된다.

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Radiation Impedance and Directional characteristics of Piezoelectric Cylinder Transducer for Various Mechanical Boundary Conditions. (기계적 경계조건에 대한 원통형 압전 변환기의 방사임피던스 및 지향특성변화)

  • 윤종락
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1992.06a
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    • pp.91-95
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    • 1992
  • 개영역(open boundary) 내의 변환기에 대한 음장 특성은 경계 조건이 좌표계와 정합되는 특수한 경우 헤름홀쯔 방정식풀이로 그렇지 않은 복잡한 형태의 음장에 대해서는 경계적분법이나 근사해법으로 얻어진다. 그러나 최근 이러한 문제들은 발달된 컴퓨터의 계산능력으로 유한요소법이나 경계요소법을 이용한 수치해법으로 해결되고 있다. 본 연구에서는 경계조건 변화에 따른 원통형 압전변환기의 방사임피던스 및 지향특성을 유한요소법 및 하이브리드형 무한요소법을 이용하여 구하고 기존의 해석적 결과와 비교하여 수중용 변환기 제작의 설계에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

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Fabrication of a 2-2 Mode Piezocomposite and Derivation of its Equivalent Properties (2-2형 압전복합체 제작 및 등가 물성 도출)

  • Shin, Ho-Seop;Roh, Yong-Rae
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.30 no.8
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    • pp.436-445
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    • 2011
  • In this paper, equivalent properties of 2-2 mode piezocomposites were studied. Variation of the properties of 2-2 mode piezocomposites was analyzed by the finite element method, and the result was compared with experimental measurement data to confirm the validity of the analysis. The equivalent properties of a single phase material to represent the piezocomposite composed of PZT-5H and polymer were derived by the asymptotic averaging method. Accuracy of the derived equivalent properties was enhanced by minimizing the discrepancy between the impedance spectra of full 2-2 piezocomposite and equivalent single phase material resonators of various vibration modes by the least square method. The equivalent properties of 2-2 piezocomposites derived in this study can be utilized to the design of diverse acoustic sensors.

Acoustic Scattering Analysis of a Spherical Shell using a coupled FE-BE Method (결합형 유한요소-경계요소 기법을 사용한 구형체의 음향 산란 해석)

  • Jarng, Soon-Suck
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.7 no.1
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    • pp.9-16
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    • 1998
  • This paper describes how the directivity pattern of the scattered sound pressure is distributed when a plane acoustic wave is incident on a rigid or soft spherical shell underwater. A coupled Finite Element-Boundary Element method is developed as a numerical technique. The result of the coupled FE-BE method is agreed with theoretical solution for algorithmic confirmation.

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Three Dimensional FE Analysis of Acoustic Emission of Composite Plate (복합재료 파손 시 발생하는 음향방출의 3차원 유한요소 해석)

  • Paik, Seung-Hoon;Park, Si-Hyong;Kim, Seung Jo
    • Composites Research
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    • v.18 no.5
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    • pp.15-20
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    • 2005
  • In this paper, damage induced acoustic emission in the composite plate in numerically simulated by using the three dimensional finite element method and explicit time integration. Acoustic source is modeled by equivalent volume source. To verify the proposed method, dynamic displacements due to the elastic wave are compared with the experiment when the fiber is broken in the single fiber embedded isotropic plate. For the laminated composite plates, the results are compared between homogenized model and DNS approach which models fibers and matrix separately. To capture high frequencies in the elastic wave, small time step size and a large number of meshes are required. The parallel computing technology is introduced to solve a large scale problem efficiently.

Acoustic Field Analysis of Ultrasonic Focusing Transducer by Using Finite Element. Method and Hybrid Type Infinite Element Method (유한요소법과 하이브리드형 무한요소법을 이용한 초음파 집속변환자의 음장 해석)

  • Park, Soon-Jong;Yoon, Jong-Rak;Ha, Kang-Lyeol;Kim, Chun-Duck
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.14 no.5
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    • pp.36-43
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    • 1995
  • This paper presents the lousing characteristics and the time. response of ultrasonic focusing transducer which is a coupled system with an electromechanical and an acoustical component. The Finite Element Method and the Hybrid Type Infinite Element Method are applied for the analysis. The position of the focal points and the resolutions is obtained from the loosing characteristics and the time response. It is found that the transducer with the damper, which stabilizes the displacement of the radiation surface, gives a better resolution. In conclusion, the results could be applied to the design and the performance analysis of the ultrasonic focusing transducer.

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3D Acoustic Field Analysis in an Annular Combustor System under a Cold Flow Condition (환형 연소기 시스템에서 비연소 3D 음향장 해석)

  • Lim, Jaeyoung;Kim, Daesik
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.21 no.6
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    • pp.49-56
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    • 2017
  • The current study has developed an in-house 3D FEM code in order to model thermoacoustic problems in an annular system and compared the acoustic field calculation results with measured ones from a benchmark combustor. From the comparison of calculation results with the measured data, the current acoustic code could successfully capture the various acoustic mode found in the annular system. In addition, it was found that the transverse waves in the combustor were strongly affected by the nozzle acoustic impedances, as well, the pressure distributions were closely related with the combustor acoustic pressure field.

Development of Special Purpose Computer Program for the Analysis of Car Interior Noise (자동차 차실소음 해석을 위한 전용 프로그램의 개발)

  • 박동철;강연준;이장무;김석현;김중희
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1991.04a
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    • pp.57-61
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    • 1991
  • 최근 차량의 고급화에 따라 차실 소음 저감에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 차실의 소음은 주로 엔진 또는 동력전달 장치의 진동과 도로의 요철로 생기는 차체의 진동으로부터 발생된다. 차실에서 20-200Hz의 저주파수대의 소음은 주로 차체 진동과의 연성 효과로 기인한다. 따라서 이 주파수영역에 있어서 소음의 특성을 파악하기 위해서는 차실의 음향 모우드 해석과 차체 구조물의 진동과 차실 음향 모우드의 상호관계를 고려한 구조-음향 연성 해 석이 필요하다. 차실의 음향 모우드 해석을 위해서는 실험적 방법과 유한 요 소법을 이용하는 방법이 있다. 유한 요소법을 이용하여 음향 특성을 결정하 는 경우, 큰 어려움은 없으나 밀폐된 공동에서 경계면을 이루는 구조물의 진 동에 의해 음이 발생되는 경우 단순히 공간의 음향 특성만으로는 음향 응답 을 예측할 수 없게 된다. 즉, 경계면에서 반사되는 반사파는 경계면의 탄성 변위에 의해 운동 특성이 변화되어 반사되므로 입사파와 다른 특성을 가지 게 된다. 따라서 이러한 구조 진동 특성과 음향 특성을 모두 고려한 연성 해 석을 수행하여야 하며, 음향 모우드와 구조 진동 모우드와의 연성에 의한 음 향 응답 특성을 결정하기 위한 수치 해석 프로그램을 개발하게 되었다. 본 연구에서는 전.후 처리 및 사용자 편의성을 염두에 두고 차실소음해석 전용 프로그램(ACSTAP: Acoustical and structural, coupling analysis program) 을 작성하고 이를 실차에 적용하여 유용성을 보였다.

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Three-dimensional analysis of the mufflers by BEM (경계요소법에 의한 소음기의 3차원 해석)

  • 윤제원;임정빈;권영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.19-24
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    • 1995
  • 단순한 형상의 소음기는 평면파이론에 의해 비교적 간단하게 음향성능을 해석적으로 구할 수 있다. 그러나 소음기의 형상이 복잡해지거나 해석하고자 하는 주파수의 범위가 평면파의 차단주파수 이상이 될 경우 소음기 내부의 음장이 평면파에서 벗어나게 되어 평면파 이론에 의한 해석은 실제와 상당한 오차가 발생하게 되므로 음장에 대한 3차원 해석이 필요하다. 이론적으로 3차원 문제를 해석할 수 있는 경우는 형상이 극히 단순한 경우에 국한되므로 유한요소법(FEM), 경계요소법(BEM)과 같은 수치해석적인 방법이 이용되고 있다. 경계요소법은 적분 커넬(kernel)의 특이성(singularity) 문제가 있지만 대상 영역의 경계면만을 이산화함으로써 모델링에 소요되는 시간과 노력을 절약할 수 있으므로 음향문제 해석에 있어서 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 3차원 경계요소법 프로그램을 개발하고 평면파이론에 의한 해석이 어려운 여러가지 형태의 소음기에 대한 음향성능을 예측하고 실험으로 검증하는것이다. 특히, 단일영역으로 해석이 불가능한 다공형 소음기에 영역분할법을 적용하여 계산하고 결과를 검토하였다.

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Numerical Analysis of Rail Noise Regarding Surface Impedance of Ground by Using Wavenumber Domain Finite and Boundary Elements (지면 임피던스를 고려한 레일 방사 소음의 파수영역 유한요소/경계요소 해석)

  • Ryue, Jungsoo;Jang, Seungho
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.18 no.4
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    • pp.289-300
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    • 2015
  • An important source of noise from railways is rolling noise caused by wheel and rail vibrations induced by acoustic roughness at the wheel-rail contact. In conventional approaches to predicting rail noise, the rail is regarded as placed in a free space so that the reflection from the ground is not included. However, in order to predict rail noise close to the rail, the effect of the ground should be contained in the analysis. In this study the rail noise reflected from the ground is investigated using the wavenumber domain finite element and boundary element methods. First, two rail models, one using rail attached to the rigid ground and one using rail located above rigid ground, are considered and examined to determine the rigid ground effect in terms of the radiation efficiency. From this analysis, it was found that the two models give considerably different results, so that the distance between the rail and the ground is an important factor. Second, an impedance condition was set for the ground and the effect of the ground impedance on the rail noise was evaluated for the two rail models.