• 제목/요약/키워드: acoustic field analysis

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NREL Phase VI 수평축 풍력터빈의 저주파 공력소음 해석에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Analysis of Low Frequency Aero-acoustic Noise for a HAWT of NREL Phase VI)

  • 모장오;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권8호
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    • pp.1170-1179
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 수평축 풍력터빈인 NREL Phase VI를 대상으로 ANSYS FLUENT에서 제공하는 LES와 FW-H 상사식을 이용하여 풍력발전기로부터 방사되는 저주파 공력소음을 수치적으로 예측하는 것이다. 풍력발전기 공력소음에 관한 어떠한 실험적 자료가 존재하지 않으므로, 먼저 정격풍속에서 토크와 출력 등의 공력성능 수치결과를 실험결과와 비교하여 소음원 예측의 타당성을 검증한 후, 풍속 변화에 따른 공력소음 특성을 분석하였다. 그 결과 수치성능결과는 약0.8%이내에서 실험결과와 잘 일치하였다. 풍속이 증가함에 따라 사극자와 이극자에 의한 총음압레벨은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 풍력터빈 허브중심으로부터 거리가 증가함에 따라 원방에서는 $r^{-1}$, 근방에서는 $r^{-2}$에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 거리가 두배 증가함에 따른 총음압레벨은 약 6dB 감소하였다.

덕트 내부의 고차모드 수보다 적은 수의 제어음원과 마이크로폰을 이용한 덕트 방사소음 제어에 관한 연구 (A Study on Active Control of the Radiated Duct Noise with Insufficient Number of Control Dources and Microphones)

  • 윤두병;김양한;정균양;조대승
    • 소음진동
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    • 제8권2호
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    • pp.283-288
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    • 1998
  • If one wants to control the noise from a duct, then one must have sufficient number of sensors and actuators so that the control system is observable and controllable. A number of sensors and actuators for control of radiating noise from a duct have to be incorporated with the number of modes which one wants to control. These considerations motivated the present study that considers a control system which has less microphones and actuators than required. In this work, by theoretical analysis and numerical simulation, the control performance and robust reliability of such a kind of control system is investigated in terms of sound-field variables and control system variables. Then the possibility of implementation of the robust radiation power control system is verified by theoretical analysis and numerical simulation. In addition, the control performance of the control system is verified by experiment.

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격자볼츠만기법을 이용한 선박 파이프내 유동소음해석 (Flow Noise Analysis of Ship Pipes using Lattice Boltzmann Method)

  • 조범진;홍석윤;송지훈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.512-519
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    • 2023
  • 소음공해는 인간과 해양환경에 악영향을 끼치며, 선박과 해양구조물에서 발생하는 유동소음을 예측을 통해 소음에 대한 안전성을 평가하고 해양환경을 보존할 수 있다. 기존 수중구조 유동소음 해석기법은 전산유체역학과 FW-H음향상사식을 이용한 하이브리드법 기반이다. FW-H는 무한공간에서의 음향전파를 가정하여 소음해석을 수행하기 때문에 음파의 반사와 산란, 회절의 영향이 나타나는 근접장 해석이 제한적이다. 반면 격자볼츠만기법 기반의 직접법 유동소음해석을 수행하면 근접장 음향효과를 소음해석에 반영할 수 있다. 직접법 해석은 유동과 소음이 연성된 해석이 수행되고 구조경계에서의 반사와 회절, 유동에 의한 매질 불균일성에 따른 산란효과가 반영된다. 그간 격자볼츠만기법이 수중조건에서 수치적으로 불안정하여 수중환경에 적용이 불가능했다. 하지만 수중환경에서 사용할 수 있는 DM-TS 격자볼츠만기법 충돌연산자가 개발되어 수중으로 확장이 가능해졌다. 본 연구에서는 파이프내 원형구멍에 대하여 격자볼츠만기법 해석을 수행해 수중 유동소음해석이 가능함을 보였다. 격자볼츠만기법 해석을 통해 도출한 유동과 소음을 각각 실험과 비교하여 해석의 신뢰도를 확보하였다. 파이프내 유동소음에 의한 주요 압력 피크가 해석에 반영되었으며 이를 통해 격자볼츠만기법을 이용한 근접장 유동소음해석이 가능함을 확인했다.

감압 밸브 배관 시스템 내 파수-주파수 분석을 통한 곡관의 유동소음 저감에 대한 수치적 연구 (Numerical investigation on the flow noise reduction due to curved pipe based on wavenumber-frequency analysis in pressure relief valve pipe system)

  • 구가람;정철웅
    • 한국음향학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.705-712
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    • 2022
  • 감압밸브에서 발생하는 급격한 압력저하는 강한 소음원으로 작용하여 배관을 따라 압축성 압력섭동을 전파시키며, 이는 음향유기진동의 가진원으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 감압밸브가 있는 배관 시스템에서 곡관에 의한 압축성 압력섭동의 저감 효과를 확인할 수 있는 수치기법을 개발하였다. 배관 내 밀도 변화에 의한 음향파 성분을 모사하기 위해 고정밀 해석기법인 비정상 압축성 대와류모사 기법을 적용하였으며, 아격자 모델로는 Smagorinsky-Lilly 모델을 적용하였다. 배관을 따라 전파되는 압축성 압력섭동 성분을 유동장 정보로부터 추출하기 위하여 파수-주파수 분석을 수행하였으며, 곡관을 기준으로 상류방향 배관과 하류방향 배관의 벽면 압력을 활용하였다. 이를 통해 평면파 성분과 n=1에 해당하는 모드 성분이 하류 방향을 따라 강하게 나타나는 것을 확인하였으며, 곡관을 전후로 전체 음향파워가 3 dB 저감되는 것을 확인함으로써 곡관에 의한 압축성 압력섭동 저감 효과를 확인하였다.

근거리 초음파 음장해석에 있어서의 각스펙트럼법의 유효성 검토 (Effectiveness of the Angular Spectrum Method for analysis of Acoustic near-field.)

  • 김정순
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1996년도 영남지부 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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    • pp.8-13
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    • 1996
  • 균질 매질내에 형성되는 근거리 음장의 해석에는 종래 회절 이론에서의 Rayleigh 적분식에 근거한 Lommel 근사식이 주로 이용되어져 왔다. 그러나, 불균질한 매질에서는 그 방법의 적용이 어렵고, 유한요소법등 새로운 방법이 적용되어야 한다. 본 연구에서는 불균질 매질에서의 음장을 해석하는 한 방법으로 Angular Spectrum법을 제안하고, 경계를 가상한 등수온의 물에 대하여 Lommel 근사식에 의해 직접 산출한 음장과 Angular Spectrum법을 적용하여 산출한 음장을 서로 비교함으로써 그 유효성을 검토하였다.

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

  • 전완호;이덕주
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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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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외부음장해석에 의한 고속전철 벽면에서의 투과손실 목표치 계산 (Calculation of transmission loss design values of a high speed train wall by acoustic analysis of exterior sound field)

  • 김관주;유남식
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 1998년도 창립기념 춘계학술대회 논문집
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    • pp.249-256
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    • 1998
  • Design target values of transmission loss in a high-speed train wall are suggested by calculating the difference between interior and exterior noise levels of it. Exterior noise level distribution on the boundary of train wall is calculated by Sysnoise, with sound source input prepared by experiments. Two kinds of exterior sound sources are considered, the rolling noise of train wheels on the rail and the aerodynamic noise from the pantograph. Interior noise level is provided by high-speed design target. Transmission loss characteristics according to the frequency band are examined.

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슬림타입 외장형 ODD 내부의 유동 안정을 통한 소음저감에 관한 연구 (A Study on the Noise Reduction through the Control of Internal Flow for a Slim Type External ODD)

  • 이우진;서준호;임윤철
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.72-77
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    • 2012
  • The demand for the laptop computer has been increased day by day and most of users ask quiet computer and devices to work in comfortable environment. One of the devices which generate acoustic noise is an external ODD. Unlike the internal ODD, the external ODD is easy to emit noise because it runs outside of the computer and also it is packed with a thin plastic covers. As the disk rotates, vortex flow is generated inside of the cavity due to various and complicated mold parts of the cover. In addition, there is a gap between the disk tray and the upper/lower cases, through which the air flows as well as the noise leaks. In this study, we have proposed how to reduce the acoustic noise of an external ODD using numerical and experimental analysis. The pressure fluctuations and turbulent kinetic energy distributions are calculated for the developed model. The results show that the sound pressure level is reduced by 2.3dB through simple modifications of ribs of the top cover, which remove or suppress flow instabilities inside of the cavity.

유체동압베어링의 그르브 성능에 관한 연구 (Study on the Performance of the Grooves for Fluid Dynamic Bearings)

  • 김응철;성세진
    • 전기학회논문지P
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    • 제60권2호
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    • pp.91-93
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    • 2011
  • This paper is presented for the performance of the Fluid Dynamic Bearing(FDB) by the groove design and the tooling condition. Recently, spindle motors which require smaller size, lower sound noise, lower vibration, and higher speed of the rotation have been placed in high value-added products including Digital Lightening Processors(DLP), Hard Disk Drives(HDD), and ODDs. The spindle motors using the sintered porous metal bearing have higher vibration and acoustic noise by dry contact and large tolerance of the bearing parts. The Fluid Dynamic Bearing (FDB) with grooves is appropriate for spindle motors adequate in regards to mechanical vibration and acoustic noise. The paper shows the performance comparisons of between sintered porous metal bearing and FDB, and each FDBs according to the tooling deviations of grooves by the Finite Element Analysis(FEA) of the mechanical field. This paper shows the methods to make the grooves, the groove's depth, and the prototype of the motor with the fluid dynamic bearing. The performance characteristics of the grooves with the FDB are verified by the experimental results.

한국인 성인남자의 개별 이도내 음향응답에 대한 경계요소 해석 (Boundary Element Analysis for Individual Acoustic Responses in Ear Canal of Korean Adults)

  • 이두호;안태수;손영석;신지영
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.226-233
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    • 2013
  • Individual differences in head-related transfer functions(HRTFs) were calculated using boundary element(BE) models for three Korean adults. The BE models for the individuals were developed from the computerized tomography(CT) images of the individuals. The BE models were composed of the head, pinna, and ear canal. The frequency-dependent impedance boundary conditions were imposed on the skin, hair, and tympanic membrane. The HRTFs calculated from the individual BE models showed large difference above 2 kHz in magnitude and in the locations of peaks and valleys of the frequency spectrums, which should be considered in virtual auditory sound field. The identified individual differences in the HRTFs demonstrate that the developed BE models can be utilized successfully in order to obtain the HRTFs information of individuals.