• 한국음향학회지
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• 제37권5호
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• pp.263-270
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• 2018

외부 유동소음 문제를 다루는 대부분의 산업현장에서 FW-H(Ffowcs Williams and Hawkings) 방정식을 이용한 복합전산공력음향 기법이 수치적인 효율성으로 인하여 널리 사용되고 있다. 그러나 사중극자항을 무시한 면적분 형태의 FW-H 방정식을 사용할 때 경우에 따라 무시할 수 없는 비물리적인 소음이 발생한다고 알려져 있다. 특히, 수중 프로펠러와 같이 날개 끝 와류 공동(tip vortex cavitation)이 하류방향으로 길게 형성되는 유동에 대해서는 적절하게 모델링하지 않으면 소음 예측의 정확도가 떨어지게 된다. 따라서 본 연구에서는 사중극자 보정항을 추가하여 적분면에서 FW-H 방정식으로부터 발생하는 비물리적인 음향을 저감시키고자 하였다. 먼저 FW-H 방정식에 기초하여 개발한 내부 예측코드의 정확성을 확인하기 위하여 에어컨 실외기에 사용되는 축류팬을 대상으로 검증을 수행하였으며, ANSYS Fluent의 결과와 비교하여 잘 일치하는 것을 확인하였다. 사중극자 보정항의 효과를 확인하기 위하여 등엔트로피 와류 전파에 대한 소음 해석을 수행하였으며, 사중극자 보정항에 의한 오차의 저감 효과가 발생하는 것을 확인하였다. 마지막으로 Clark-Y 수중익형에서 발생하는 공동 유동장을 대상으로 소음 해석을 수행하였으며, 공동이적분면을 통과할 때 발생하는 오차를 사중극자 보정항을 이용하여 저감할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.48-53
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• 2012

This paper presents a systematic procedure for three-dimensional noise analysis of an axial-flow fan by using computational aero-acoustics based on Ffowcs Williams-Hawkings equation. Flow-fields of a basic fan model are simulated by solving three-dimensional, unsteady, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations using the commercial code ANSYS CFX 11.0. Starting with steady flow results, unsteady flow analysis is performed to extract the fluctuating pressures in the time domain at specified local points on the blade surface of the axial flow fan. The perturbed density wave by rotating blades reaches at the observer position, which is simulated by an in-house noise prediction software based on Ffowcs Williams-Hawkings equation. The detailed far-field noise signatures from the axial-flow fan are analyzed in terms of source types, field characteristics, and interpolation schemes.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.904-910
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• 2014

The Helicopter noise analysis code was developed using Farassat's Formular 1A based on Ffowcs-Williams and Hawkings equation and Lowson's Formula which contains single loading noise source concept. HART-II(Higher harmonic control Aeroacoustic Rotor Test), STAR(Smart-Twisting Active Rotor) and Active-tab Rotor were computed and analyzed by using developed noise code. The results of these rotor noise prediction are explained and its applicability would be mentioned in this paper.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.529-536
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• 2000

This paper describes the analysis of aerodynamics and the prediction of airflow induced noise around simplified pantograph. First, computational fluid dynamics (CFD) is conducted far several model to evaluate linear/nonlinear flow field characteristics due to high speed flow and the CFD results support the computational aeroacoustics. The accurate prediction of the aeroacoustic analysis is necessary for designers to control and reduce the airflow induced noise. We adopt the acoustic analogy based on Ffowcs Williams- Hawkings (FW-H) equation and predict aeroacoustic noise.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권8호
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• pp.699-708
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• 2021

본 논문에서는 제자리 비행하는 동축반전 로터의 설계 파라미터인 상하부 로터의 축 간격에 따른 공력 특성 및 공력소음 특성에 관해 전산유체해석을 통해 분석하였다. Reynolds Averaged Navier Stokes 방정식을 사용하여 공력 해석을 진행하였으며 공력소음 해석 시에 Ffowcs Williams ans Hawkings 방정식을 사용하여 공력 특성 및 공력소음 특성을 비교하였다. 동축반전 로터는 회전에 의해 상하부 로터가 다른 각도를 가지며, 위상이 주기적으로 변하는 비정상 특성을 가진다. 상하부 로터의 간격이 증가함에 따라 유동 상호간섭이 감소하여 추력 및 토크의 공기역학적인 효율이 증가함을 확인하였다. 공력소음 관점에서 회전 평면 방향으로 방사하는 소음 특성은 축 간격에 의한 영향이 미미하게 나타났다. 로터 수직 아래 방향으로 주파수가 증가함에 따라 음압이 감쇄하지 않고 크기가 유지되어 전체 음압 수준을 증가시킨다. 동축반전 로터의 축 간격이 증가함에 따라 유동의 비정상 특성이 감소하여 전체 음압 수준이 크게 감소함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권6호
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• pp.516-525
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• 2015

본 연구에서는 정지 비행과 저속 하강 비행하는 회전익기 로터에 대한 소음을 예측하고 실험값과 비교하여 검증하였다. Ffowcs Williams-Hawkings 방정식을 이용한 소음압 예측 프로그램을 개발하였다. 해석 결과의 검증을 위해서 2가지 풍동 시험 결과를 이용하였다. Boeing 360 모델 로터를 이용하여 정지 비행 조건에서의 저차 주파수 대역의 소음압을 검증하였고, HART II 로터를 이용하여 저속 하강 비행 조건의 중간 주파수 대역의 BVI 소음을 검증하였다. 하중 소음을 예측하기 위해서 정지비행 조건에서는 자유후류기법을 통한 공력계수를 이용하였고, 저속 하강 비행 조건에서는 CFD/CSD 연계해석 결과를 이용하였다. 소음해석 결과 저차 주파수 대역의 소음압과 중간 주파수 대역의 BVI 소음압을 비교적 잘 예측하는 것을 확인하였다. BVI 소음압은 FFT 해석을 통하여 소음 방사 지도를 그려 실험결과와 비교하였다. 비교 결과 시험결과와 비교적 유사하게 예측하는 것을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2000년도 추계 학술대회논문집
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• pp.141-148
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• 2000

The discrete noise of the cross-flow fan with uniform/random pitch blades is predicted by computational methods. With the time dependent surface pressure data obtained by solving the Wavier-Stokes equation, the acoustic pressure is calculated by the Ffowcs Williams-Hawkings equation. The positions of the blade noise source are identified through investigation of the acoustic pressure history induced by one blade, and it is confirmed that the dominant noise source is near the stabilizer. Since the acoustic pressure of the random pitch fan fluctuates according to blade passing, the dominant BPF noise for the uniform pitch fan is modified into some reduced discrete noises which have a 50Hz difference from BPF.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.502-507
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• 2000

This paper presents the numerical prediction of airflow-induced sound in DVD drives. Computational fluid dynamics (CFD) is first conducted to evaluate flow field characteristics due to the high-speed disk rotation, and to support the acoustic analysis. The acoustic analogy based on Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equation is adopted to predict aeroacoustic noise patterns. The integral solution for quadrupole volume source is included to identify the turbulence noise generated inside the DVD tray. Near-field noise is strongly affected by the flow field characteristic, which is caused by the complex shape of the tray. For a mid-field, the quadrupole noise play as a counterpart of thickness noise or loading noise, resulting in a different pattern compared with those in the near field.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1140-1145
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• 2003

In this paper, some dominant aeroacoustic characteristics of fans used in appliances are reviewed. The numerical attempts to analyze tile aeroacoustic noise of fans are briefly reviewed for various fans. Axial fans for refrigerator, cross flow fans fer air-conditioner, sirocco fans and turbo fans are anal: zed. The unsteady flow field, which is essential data for aeroacoustic analysis, is calculated by commercial CFD code. Acoustic pressure is calculated by Ffowcs Williams and Hawkings equation and Lowson's equation. During the analysis, dominant noise sources are identified.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.150-157
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• 2011

Nowadays, high speed train has settled down as a fast and convenient environment-friendly transportation and it's need is gradually increasing. However increased train speed leads to increased aerodynamic noise, which causes critically affects comfortability of passengers. Especially, the pantograph of high speed train is protruded out of train body, which is the main factor for increased aerodynamic noise. Since aerodynamic noise caused pantograph should be measured in high speed, it is difficult to measure it and to analysis aerodynamic noise characteristics due to the various types of pantograph. In this research, aerodynamic noise of pantograph is predicted by CFD (Computational Fluid Dynamic) and FW-H (Ffowcs Williams-Hawkings) equation. Also, Wind tunnel test results and numerical simulation results were compared. As a result, Simulation results predicting sound pressure level is very similar with wind tunnel test result. This research will draw major factor in aerodynamic noise of pantograph and will be utilized for predict sound pressure level of pantograph.