• 제목/요약/키워드: Acoustic 3D Modeling

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3D 모델의 구체성이 건축음향 시뮬레이션 및 가청화시재에 미치는 영향 (Effects of the Complexity of 3D Modeling on the Acoustic Simulations and Auralized Sounds)

  • 박찬재;한찬훈
    • 한국음향학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.22-32
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    • 2011
  • 본 논문은 건축음향 설계에 있어서 가장 많이 활용되고 있는 컴퓨터 시뮬레이션의 정밀도 향상을 위한 3차원 모델의 구체성에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 건축음향 시뮬레이션 프로그램인 odeon 6.5에서 제시하고 있는 transition order의 단계를 기준으로 3D 모델의 구체성을 총 4단계로 구분하였다. 각 실내마감재의 흡음률은 도면에 표기된 재료를 odeon의 material library 및 시험성적서를 참고해 입력하였으며 확산률은 odeon의 마감의 표면형태에 따른 권장치를 입력하였다. 또한 room setup 설정시 사용음선수를 동일하게 입력하였으며, trasition order는 각 모델의 유효표면수에 맞게 입력하였다. 실제 공연장에서 측정한 현장음향실험 결과를 기준으로 시뮬레이션 결과와 비교하여 물리적 음향인자 (음압레벨, 잔향시간, 명료도 등)의 오차를 분석하였다. 또한 가청화시재를 제작하여 현장에서 녹음한 음원과 청감실험을 통해 비교하여 주관적 음향인자 (잔향감, 명료함 등)별 유사 정도를 평가하였다. 물리적 음향인자 분석결과, 가장 구체적인 3D모델의 잔향시간 오차가 가장 작게 나타났으며 명료도의 경우 단순한 모델의 오차가 가장 작았다. 그러나 단순한 모델은 저주파수 대역의 오차가 상대적으로 매우 크게 나타남에 따라 3D 모델을 구체적으로 작성할수록 보다 정밀한 음향예측이 가능할 것으로 판단된다. 또한 주관적 청감실험 결과, 물리적 오차가 작을수록 가청화시재가 원음과 가장 유사하게 들린다고 응답함으로써 3D 모델의 구체성이 가청화시제 제작에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.

항공용 가스터빈 연소기에서의 혼합기 노즐 형상의 단순화가 음향장 해석 결과에 미치는 영향 (Effects of a Simplified Mixture Nozzle Geometry on the Acoustic Field in an Aero Gas Turbine Combustor)

  • 표영민;홍수민;김대식
    • 한국분무공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.58-65
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    • 2019
  • A 3D FEM (Finite Element Method) based Helmholtz solver has been commonly used to characterize fundamental acoustic behavior and investigate dynamic instability features in many combustion systems. In this approach, a geometrical simplification of the target system has been generally made in order to reduce computational time and cost because a real combustor and fuel nozzle have a very complicated flow passage. The feasibility of these simplifications is quantitatively investigated in a small aero gas turbine nozzle in term of acoustic characteristics. It is found that the simplification in a nozzle geometry during the 3D FEM analysis process has no great influence on the acoustic modeling results, while the calculation complexity can be improved for a similar modeling accuracy.

1D 네트워크 모델을 이용한 항공용 가스터빈 연소기에서의 음향장 해석 (Acoustic Field Analysis using 1D Network Model in an Aero Gas Turbine Combustor)

  • 표영민;박희호;정승채;김대식
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.38-45
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    • 2019
  • 본 연구에서는 항공용 가스터빈의 연소실에서의 연소불안정 해석을 위한 고유값 도출을 목적으로 하는 1D 네트워크 모델을 개발하였다. 모델은 면적 변화가 있는 음향 네트워크 요소들 사이의 각종 지배 방정식을 통하여 개발되었고, 이를 이용하여 현재 개발 중인 복잡한 유로 형상을 갖는 실제 항공용 가스터빈 연소기에서의 음향장 해석에 적용되었다. 본 모델을 통하여 도출된 음향장 해석 결과는 3차원 유한요소해석 기반의 헬름홀츠 솔버의 계산 결과와 비교하였다.

1D 및 3D 열음향 연소불안정 모델링 (1D and 3D Thermoacoustic Combustion Instability Modeling)

  • 김진아;임재영;김지환;표영민;김대식
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.113-114
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    • 2015
  • In this study, 1D and 3D thermoacoustic analysis model were developed in order to predict fundamental characteristics of combustion instability in a gas turbine lean premixed combustor. The 1D network model can be used to analyze frequency and growth rate of combustor instability by simply dividing whole system into a couple of acoustic sub-elements, while the 3D Helmholtz solver model can predict directly acoustic modes as well as basic properties of combustion instability. Prediction results of both 1D and 3D models generally showed a good agreement with the measurements, even if there was a slight overestimation for instability range.

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중공 원통형 광섬유 하이드로폰의 감도 해석 (Sensitivity Analysis of Fiber Optic Hydrophone for Hollow Cylindrical Mandrel)

  • 김정석;윤형규;설재수;남성현
    • 소음진동
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    • 제9권3호
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    • pp.565-569
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    • 1999
  • Recently, fiber optic hydrophone is a subject which has attracted as a underwater acoustic sensor. In this study, Finite element modeling of fiber optic hydrophone for hollow cylindrical mandrel was performed and the acoustic sensitivity was calculated to estimate the performance of single element fiber optic hydrophone. And acoustic sensitivity was measured in acoustic water tank to verify the result of simulation. The result of FE analysis and experiment is -126 dB re rad/$\mu$ Pa and -128 dB re rad/$\mu$ Pa respectively.

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네트워크 모델링 기법을 이용한 환형 가스터빈 연소기(GT24)에서의 음향장 해석 (Acoustic Analysis in an Annular Gas Turbine Combustor (GT24) Network Modeling Approach)

  • 장재우;노현구;김대식
    • 한국분무공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.119-125
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    • 2023
  • In this research, a network model was developed to predict combustion instability in an annular gas turbine combustor (GT24) for power generation. The model consisted of various acoustic elements such as several ducts and area changes which could represent a real combustor with a complex geometry, applied mass, momentum, and energy equations to each element. In addition, a one-dimensional network model through a cylindrical coordinate system has been proposed to predict various acoustic modes. As a result of the analysis, the key resonant frequencies such as longitudinal, circumferential, and complex modes were derived from the EV combustor of GT24, and the reliability of the current model was verified through comparison with the 3D Helmholtz solver.

승용차의 부밍 소음 저감에 관한 연구 (A Study on the Reduction of Booming Noise of an Automobile)

  • 이상현;강상욱;최형길;이장무;성명호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.867-871
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    • 1996
  • Recently many studies have been carried out to predict the characteristics of vehicle noise and to reduce the noise for enhancing the ride quality. In this study, the structural-acoustic coupling theory and the acoustic finite element theory were reviewed, and the structural acoustic coupling analysis was applied to an automobile. Because of nonuniformed lateral shape of a compartment cavity, the acoustic modes were calculated with 3-D finite element modeling. The structural modes were measured with the modal testing. Using the structural-acoustic cooling analysis, the modes which strongly coupled to the interior noise were identified and the boundary regions which could reduce noise level efficiently by structural modification were predicted.

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제온 파이 보조 프로세서를 이용한 3차원 주파수 영역 음향파 파동 전파 모델링 병렬화 (Parallelizing 3D Frequency-domain Acoustic Wave Propagation Modeling using a Xeon Phi Coprocessor)

  • 류동현;조상훈;하완수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제20권3호
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    • pp.129-136
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    • 2017
  • 파형 역산 또는 역시간 구조 보정과 같은 3차원 탄성파 자료 처리를 위해서는 3차원 파동 전파 모델링과 그에 따른 대량의 수치 계산이 필요하다. 본 연구에서는 3차원 주파수 영역 파동 전파 모델링을 이용해 제온 파이 가속기와 서버용 고성능 CPU의 성능 및 정확성을 비교하였다. 시간 영역 유한 차분법 알고리즘에 제온 파이의 특징을 고려하여 OpenMP 병렬 프로그래밍을 적용하였다. 주파수 영역 파동장을 얻기 위해서는 시간 영역 모델링과 동시에 푸리에 변환을 수행하였다. 3차원 SEG/EAGE 암염돔 속도 모델을 사용하여 주파수 영역 파동장을 생성한 결과, 제온 파이를 이용해 정확한 주파수 영역 파동장을 CPU 대비 1.44배 빠르게 얻을 수 있었다.

역류형 가스터빈 연소기에서 네트워크 접근법을 이용한 음향장 모델링 (Acoustic Modeling in a Gas Turbine Combustor with Backflow Using a Network Aproach)

  • 손주찬;홍수민;황정재;김민국;김대식
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.18-26
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    • 2021
  • 본 연구에서는 실험실 규모의 산업용 가스터빈 싱글노즐 연소기에서의 공진주파수 해석을 위한 고유값 도출을 목적으로 하는 1D 네트워크 모델을 개발하였다. 현대의 산업용 가스터빈은 다양한 요구 조건을 동시에 만족시키기 위하여 일반적으로 매우 복잡한 구조와 유동의 형태를 가지고 있다. 이러한 복잡한 연소기 특징 중 하나인 동일한 축 방향 위치에서 서로 반대 방향의 유동 흐름을 갖는 시스템에서의 네트워크 모델 구현을 목적으로 하였다. 네트워크 모델을 통해 음향장을 해석한 결과를 실제 형상을 그대로 해석한 헬름홀츠 기반의 모델링 결과와 비교하였을 때, 공진주파수와 모드 분포로부터 해석의 타당성을 검증하였다.

Virtual Reality Presentation of Moment Tensor Analysis by SiGMA

  • Ohtsu, Masayasu;Shigeishi, Mitsuhiro
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.189-197
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    • 2003
  • Nucleation of a crack is readily defected by acoustic emission (AE) method. One powerful technique for AE waveform analysis has been developed as SiGMh (Simplified Greens functions for Moment tensor Analysis), as crack kinematics of locations, types and orientations are quantitatively determined. Because these kinematical outcomes are obtained as three-dimensional (3-D) locations and vectors, 3-D visualization is definitely desirable. To this end, the visualization system has been developed by using VRML (Virtual Reality Modeling Language). As an application, failure protest of a reinforced concrete beam is discussed.