• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.9 no.5
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• pp.148-156
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• 2001

Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis was carried out to investigate exhaust gas flow and acoustic characteristics in the exhaust system of a passenger car. Transient 3-dimensional flow field in the front and rear mufflers was simulated by CFD and far-field sound pressure was modeled by a simple monopole source method. Engine performance simulation was also performed to obtain the boundary condition of instantaneous fluid flow variation at the inlet of the exhaust system. Detailed exhaust gas flow characteristics such as velocity and pressure distribution inside the mufflers were presented and the pulsating pressure amplitude was compared at several positions in the exhaust system to deduce sound pressure level. The present method of the acoustic analysis coupled with CFD techniques would be very effective for the prediction of sound noise from vehicle exhaust systems although the effects of the inlet boundary condition and heat transfer on the accuracy of the prediction have to be validated through further studies.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1993.04a
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• pp.86-92
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• 1993

자동차의 현가장치에 대한 능동제어연구는 국내외적으로 활발히 진행되어 왔다. 수동식현가장치는 단순히 스프링과 감쇠기로 차체의 진동을 수동 제어 하므로 성능 향상에 한계가 존재하게 된다. 수동식 현가장치가 강성계수와 감쇠계수를 조절함으로써 차체로 들어오는 진동을 억제하는 반면, 능동식제 어는 보통 유압을 이용하여 효율적으로 차체에 들어오는 진동을 억제시키게 된다. 일반적으로 자동차가 능동현가장치 설계시 요구되는 사항은 탑승자의 승차감, 조종성, 현가장치의 공간확보 문제, 경제성(제어력), 실제적으로 자동 차에 적용할 수 있는 능동제어기법인가 하는 문제이다. 자동차 능동식 현가 장치는 보통 1/4 car (2자유도계), Full-car 모델 (7자유도계) 등으로 모델링 을 하여 능동제어기를 설계한다. 1/4 car 모델의 특징은 해석이 비교적 단순 하고 현가장치의 동적거동을 이해하는데 유용하고 실험을 하거나 실제 자동 차에 적용하기 쉬운 반면에 Full-car 모델에 비해 제어력의 효율이 떨어진다 는 단점이 있다. 그 이유는 1/4 car 모델은 차체의 동역학적 특성을 고려하 여 설계하지 않았기 때문에 4개의 독립현가차축에서는 오직 그 현가축방향 으로 발생하는 수직방향의 진동만을 제어하기 때문이다. 따라서 동역학적 역 성에 기인하는 운동을 제어하는 비효율적인 제어력이 공급된다는 단점을 갖 는다. 이에 비해 full-car 모델은 주행모드(수직, 롤링, 피칭운동)간의 연성을 고려하여 제어기를 설계할 수 있기 때문에 1/4 car 모델에 비해 제어력의 효 율이 높다는 장점이 있는 반면에 모델이 수학적으로 복잡하므로 제어력을 구하는데 계산량이 많고, 실제 자동차에 적용하기에 복잡하다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 쉽게 실험할 수 있고, 실용화할 수 있는 1/4 car 모델에 대하여 능동제어기를 설계하여 실제자동차에 능동제어기를 적용할 때 참고가 될 수 있도록 하였다. 자동차는 저주파영역의 밴드통과필터 역할 을 하므로 저주파에서의 성능, 특히 탑승자가 민감하게 느끼는 0.5Hz - 10Hz 부근의 주파수성능은 승차감, 조종성에 상당히 중요하다. 이에 본 논문 에서는 0.5Hz - 10Hz 부근의 승차감, 조종성의 향상에 초점을 두고 차체의 속도를 출력변수로 한 LQG/LTR 제어기를 설계하였다. LQG/LTR 설계기법 은 안정도-강인성이 좋은 체계적인 설계기법으로서 전 상태를 측정할 필요 가 없으므로 실제 적용시 효과적이다. 또한 자동차의 제원의 변화에 대한 고 유치의 민감도해석과 새로운 개념으로 안정도-강인성(Robustness)해석을 하 여 수동시스템과 능동시스템의 강인성을 비교하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.383-386
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• 2001

최근 선진 자동차 회사에서는 변속기 개발 단계에서 기어 소음 문제를 해결하고 차량의 소음 품질을 향상시키기 위하여 많은 연구가 수행되고 있다. 그러나, 설계 단계에서 기어 소음을 고려한 기어 제원 결정이 불가능하여, 설계 완료 후 개발 단계에서 기어 소음 문제를 해결하는 것이 매우 어려운 일이었고, 설사 가능하여도 시간적, 성능적인 한계가 있었다. 기어 소음은 크게 Source 와 전달경로의 문제로 나누어지고, 본 연구는 주로 전자에 중점을 둘 것이며, 기어 화인 소음의 주 요인으로 알려져 있는 기어의 전달 오차를 최소화하는 것이다. 그 방법으로 기어 설계의 선진 핵심 기술인 기어 해석을 통한 기어 화인 소음을 최소화하는 최적 기어 설계 제원 결정이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.04a
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• pp.76-81
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• 1994

승용차에 있어 엔진의 공회전시나 주행중에 발생하는 여러 형태의 진동 및 소음의 저감은 승차감 및 차량의 안정성에 있어 중요한 과제가 되고 있다. 이러한 소음, 진동은 주로 엔진에서 발생하는 토크의 비주기적인 변동성분이 클러치(clutch), 변속기(transmission), 구동축을 거쳐 바퀴로 전달되는 과정에서 발생한다. 셔플(shuffle)은 주행중 가속페달(accelerator)을 급조작(tip-in, tip-out)하였을 때 차량이 전후로 과도적으로 울렁거리는 종진동 현상을 말하며, 이것은 가속페달의 급조작으로 인해 엔진토크가 큰 변동을 일으키고, 동력전달계를 통해 타이어에 전달된 이 토오크는 타이어축에서 구동측으로 역토오크를 발생시키기 때문에 발생한다. 여기서 팁-인(tip-in)이란 승용차를 저속으로 운전하다가 갑자기 가속페달을 밟는 경우를 말하며, 팁-아웃(tip-out)은 반대로 고속상태에서 갑자기 가속페달을 떼는 경우를 말한다. 실험과 시뮬레이션을 사용한 자동차 동력전달계의 비틀림 진동에 대한 연구는 이미 여러 연구자들에 의해 보고되었다. H.Arai은 2자유도 비선형 모델을 사용하여 클러치 접속시 발생하는 외란과 계의 안정성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였고, M.Kataoka는 기어의 공차(clearance)를 고려한 변속기의 강제 비틀림 진동을 실험과 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 그리고, Wu Hui-Le는 자동차 동력전달계의 비틀림 진동 현상을 실험과 이론적인 계산을 통해 연구하였고, R.J.Comparin는 치타음의 발생구조와 특성을 고찰하고 비서형 비틀림 공진 저감에 의한 치타음 저감 기법에 대하여 연구하였다. 또한 G.J.Fudala는 다자유도 모델을 이용하여 클러치의 비틀림 특서엥 따라 주파수분석을 수행하여 치타음 저감 방법을 연구하였고, T.Sakai는 5자유도 모델을 이용하여 엔진 공회전시 발생하는 치타음에 대해 이론과 실험을 통해 해석하고, 엔진 회전수 변동, 클러치 특성, 변속기의 드래그(drag) 토크의 영향과 치타음 저감을 위한 개선된 클러치 특성을 제시하였다. 이 외에도 Thomas C.T.와 E.P.Petkus는 특정 차량에 대한 동력전달계의 비틀림 진동 현상에 대해 연구하였다. 이러한 연구들로 볼 때, 자동차 동력전달계에서 발생하는 진동은 이론과 실험을 통해 그 해석이 가능하며 설계에 매우 유용하게 이용되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 연구는 4 실린더 4 싸이클 1.5 L 엔진을 장착한 경승용차의 실차 주행실험을 통해 가속 페달의 급조작에 따른 차체의 종진동 현상을 측정하고, 엔진-변속기-타이어-차체의 반환정계 4자유도 진동모델로 시뮬레이션을 수행하여 실차 주행실험의 결과치와 비교, 분석한 후 클러치 비틀림 특성을 비롯한 자동차 동력전달계의 각 설계인자들이 차체의 종진동에 어떠한 영향을 미치는가를 해석하고자 한다.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2014.10a
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• pp.563-564
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• 2014

Recent developments in the prediction of the contribution of windnoise to the interior SPL have opened a realm of new possibilities in terms of i) how the convective and acoustic sources terms can be identified, ii) how the interaction between the source terms and the side glass can be described and finally iii) how the transfer path from the sources to the interior of the vehicle can be modelled. This work discusses several simulation methods that can be used to represent the physical phenomena involved such as CFD, FEM, BEM, FE/SEA Coupled and SEA. This work focuses on the validation of the wind noise source characterization method and the vibro-acoustic models on which the wind noise sources are applied in the framework of a benchmark proposed by Hyundai Motors Corporation.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2009.04a
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• pp.342-350
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• 2009

Fuel cells convert a fuel together with oxygen in a highly efficient electrochemical reaction to electricity and water. Since the electrochemical reaction in the fuel cell stack dose not generate any noise, Fuel cell systems are expected to operated much quieter than combustion engines. However, the tonal noise and the broad band noise caused by a centrifugal compressor and an electric motor cause which is required to feed the ambient air to the cathode of the fuel cell stack with high pressure. In this study, the multi-camber perforated muffler is used to reduce noise. We propose optimized muffler model using an axiomatic design method that optimizes the parameters of perforated muffler while keeping the volume of muffler minimized.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.04a
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• pp.100-105
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• 1994

본 연구에서는 변속기 중립상태에서 클러치 설계 인자인 비틀림 스프링과 건마찰에 의해서 클러치에 나타나는 히스테리시스, 그리고 클러치 디스크의 정적처짐을 발생시키는 드래그토크(drag torque)가 클러치의 동적인 거동과 기어래틀에 미치는 영향을 분석하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2011.10a
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• pp.544-545
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• 2011

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.4 no.6
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• pp.133-143
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• 1996

The need of comfortable car and the efforts to overcoming the noise regulations on passenger cars bring about a series of studies on the ruduction of exhaust noises. In this study, acoustic characteristics of various components that compose mufflers of automobiles were analyzed theoretically, and the program which predicts the performance of mufflers was developed by the transfer matrix approach. The simulations were verified by the experiments on a real muffler. By using the developed simulation program, we investigate the effects of each component on the entire muffler system and the energy loss coefficient on absorption materials in the front muffler. Finally, we proposed two designs to improve the performance of a muffler and verified the improved performance by the experiments and simulations.