• 제목/요약/키워드: Kirchhoff-Helmholtz integral equation

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효율적 실내 소음 저감을 위한 흡음재 분포 위치 결정 방법 (A Method to Arrange Absorptive Materials on Walls for Effective Interior Noise Control)

  • 김양한;조성호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.303-309
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    • 2004
  • Absorptive material arrangement method for effective interior noise control is proposed. Sound field with arbitrary boundary condition is formulated by Kirchhoff-Helmholtz integral equation. A simple example such as a rectangular cavity will present physical meaning between changing boundary condition and control of sound field. The effect of changing boundary condition is expressed in modal admittance. From this formulation. an admittance map is presented. The admittance map is the figure to represent position where absorptive material is attached for effective interior noise control. The admittance map can be assigned to each resonant frequency. There. however, may be common area of those maps. Then, frequency robust arrangement of absorptive material in noise control will be presented.

수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호 모의 (Simulation of Time-Domain Acoustic Wave Signals Backscattered from Underwater Targets)

  • 김국현;조대승;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.140-148
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    • 2008
  • 본 연구에서는 물리광학법 (physical optics)과 푸리에 변환 (Fourier transform)을 바탕으로 잠수함과 같이 크고 형상이 복잡한 수중표적의 시간영역 음파 후방산란 신호를 모의하기 위한 수치해석방법을 구현하였다. 키르코프-헬름홀쯔 적분식 (Kirchhoff-Helmholtz integral equation)에 키르코프 근사이론 (Kirchhoff approximation)을 적용하여 유도한 물리광학법을 바탕으로 수중표적의 후방산란 음파에 대한 주파수 응답을 계산하였으며, 시간영역 신호모의를 위해 구해진 주파수응답에 고속 역푸리에 변환 (inverse fast Fourier transform)을 취하였다. 입사 음파의 직접조사 면적을 산정하기 위한 적응 삼각형 빔 방법과 다중반사 효과를 고려하기 위한 가상면 개념을 도입하였다. 평면 음파가 정사각형 평판에 수직으로 입사하는 경우에 대한 수치해석 결과를 시간영역 물리광학법에 근거한 해석해와 비교하여 본 연구에서 구현한 수치해석방법의 정확성을 검증하였으며, 반구형 원통모델에 대한 수치모의 결과를 측정결과와 비교하여 본 연구방법이 거울반사 (specular reflection) 효과가 우세한 경우에 유효한 해를 제공할 수 있으나 작은 표적에 대해서는 오차를 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, 이상화된 잠수함 모델에 대한 수치해석을 통해 실제 수중표적에 대한 시간영역 후방산란 해석으로의 적용 가능성을 확인하였다.

웨지가 있는 원심 임펠러의 유동장 및 방사 음향장 해석(II) -원심홴의 산란 음향장 예측- (An Analysis of the Flow Field and Radiation Acoustic Field of Centrifugal Fan with Wedge -The Prediction of the Scattered Sound Field-)

  • 이덕주;전완호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권9호
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    • pp.1165-1174
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    • 2001
  • The objective of this study is to understand the generation mechanism of sound and to develop a prediction method for the acoustic pressure field of a centrifugal fan. If the fan is operating at the free field without the casing, the acoustic analogy is a good method to predict the acoustic of the fan. But, the casing gives a dominant effect to the radiated sound field and the scattering effect of casing should be considered. So, in this paper the Kirchhoff-BEM is developed, which can consider the scattering effect of the rigid body. In order to consider the scattering and diffraction effects owing to the casing, BEM is introduced. The source of BEM is newly developed, so the sound field of the centrifugal fan can be obtained. In order to compare the predicted one with experimental data, a centrifugal impeller and a wedge are used in the numerical calculation and the results are compared with the experimental data. Reasonable results are obtained not only for the peak frequencies but also for the amplitudes of the tonal sound. The radiated acoustic field shows the diffraction and scattering effects of the wedge clearly.

시간 영역 음향 경계요소법에서의 비유일성 문제 해결을 위한 방법에 관하여 (On the Solution Method for the Non-uniqueness Problem in Using the Time-domain Acoustic Boundary Element Method)

  • 장해원;이정권
    • 한국음향학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • Kirchhoff 적분식을 이용하여 외부 음향 문제의 시간 영역 응답을 계산하는 경우, 주파수영역 해석과 마찬가지로 가상적인 내부 음향 모드에 기인한 비유일성 문제가 발생한다. 이를 해결하는 방법들 중의 하나로서 CHIEF(Combined Helmholtz Integral Equation Formulation) 방법이 쓰이는데, 이는 몇몇 내부 수음점의 응답을 0으로 추가하여 구속하는 조건을 부가하는 기법이다. 이 기법은 주파수 영역 경계요소법에서는 간편한 수식 때문에 많이 사용되고 있지만, 시간 영역에서는 사용된 예가 없다. 본 연구에서는 대상체 내부의 가상 수음점과 경계 표면의 절점들간의 최소 거리에 대한 지연시간을 고려하여, 계산하고자 하는 미지수인 현재 시간의 경계 표면 음장을 구속함으로써, 시간 영역 해석에 적합하도록 CHIEF 방법을 수식화하였다. 예제로서, 반지름 방향으로 진동하는 구의 음향 방사 문제를 다루었다. CHIEF 방법을 적용함에 따라 저차의 내부 음향 모드에 기인한 비유일성 문제를 해결할 수 있었고, 비요동 모드에 의한 수치적 불안정성을 피할 수 있었다. 그러나, 유효주파수 밖에 남은 내부 음향의 고차모드들에 의한 수치적 불안정성은 증가하였다.

펄스 타입의 음향신호를 고려한 음향표적강도 이론식 개발 (Derivation of Acoustic Target Strength Equation Considering Pulse Type of Acoustic Signal)

  • 김기준;홍석윤;권현웅
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.812-819
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    • 2007
  • Acoustic Target Strength (TS) is a major parameter of the active sonar equation, which indicates the ratio of the radiated intensity from the source to the re-radiated intensity by a target. This research provides the time pattern of TS in time domain, which is applicable to pulse modulated acoustic pressure field. If the time pattern of TS is predicted by using TS equation in frequency domain, it takes long time and difficult since time function pulsed acoustic wave may be decomposed into their frequency domain components. But TS equation in time domain has a convenience. If the expression for pulsed acoustic field has been obtained, the problem can be solved. Furthermore this paper introduces about mathematical equivalence quantities between EM wave and Acoustic Wave.

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Reverse Engineering을 이용한 석션 하우징의 음장해석 (A Study on the Acoustic-Field Analysis of the Suction Housing using the Reverse Engineering)

  • 양정직;이동주
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.464-471
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    • 2011
  • We tried to analyze sound field of the interior of housing installed with an impeller using the Boundary Element Method (BEM) with the Kirchhoff-Helmholtz integral equation. In order to increase the accuracy of our analysis, reverse engineering technology, which has been developed in recent years. We measured and treated geometrical data with 3D scanning of the practical research object. After modeling by the reverse engineering, we analyzed variation of the BPF as adding vibration frequency and variation of the sound field of the interior of housing by changing the number of impeller blades. We also tried an analysis of free degree variation. Then, we proposed the analysis accuracy and noise reducing method by analysis result.

경계요소 해석과 진동 실험을 이용한 단순 평판의 방사 음향 예측 (Estimation of sound radiation for a flat plate by using BEM and vibration experiment)

  • 김관주;김정태;최승권
    • 소음진동
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    • 제10권5호
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    • pp.843-848
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    • 2000
  • BEA(Boundary Element Analysis) based on Kirchhoff-Helmholtz integral equation is widely used in the prediction of sound radiation problems of vibrating structures. Accurate estimation of sound pressure distribution by BEA can be [possible if and only if dynamic behavior of the relating structure was described correctly. Another plausible method of sound radiation phenomena could be the NAH(Nearfield Acoustic Holography) method. NAH also based on the identical governing equation with BEA could be one of the best acoustic imaging schemes but it has disadvantages of the complexity of measurement and of the need of large amount of measuring points. In this paper, modal expansion method is presented for taking accurate dynamic data of the structures efficiently. This method makes use of vibration principle an arbitrary dynamic behavior of the structure is described by the summation of that structures mode shapes which can be calculated by FEA easily and accurately. Sound pressure field from a vibration flat plate is calculated using the combination of vibration signal on that flat plate from experiment, and of the natural mode shapes form FEA. When sound pressure field from vibration signal is calculated the importance of the phase information was emphasized.

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