Helmholtz resonator is widely used acoustic instrument which has high absorption characteristics at its resonance frequency. Particularly it maintains good performance even in the low frequency region that is difficult to control by general porous absorptive materials. However, under severely high sound pressure level, the absorption characteristics are changed by increase of resistance due to nonlinear behavior of neck impedance. Because of this nonlinear behavior, it is difficult to obtain the expected absorption performance under high sound pressure environment. Thus, in order to prevent excessive rise of resistance, the resonator with neck having cross section dimension decrease away from the entry of the resonator cavity could be suggested. This paper introduces the experiment method and results about nonlinear characteristics of Helmholtz resonator with tapered neck and proposes the approximate nonlinear impedance model.
공진주파수 스펙트럼법을 이용하여 ZnO 와 AIN 압전박막의 임피던스 특성 및 전기기계결합계수 특성에 대해 조사하였다. 압전박막의 두께가 얇을수록 전체적인 임피던스 응답 피크의 크기가 감소하였으며, 기판의 두께가 얇을수록 응답 피크의 모드 수가 감소하는 것이 관찰되었다. 입력 Kt² 값으로부터 평가된 Kt² 값을 통해 압전박막의 두께보다 기판의 두께 변화에 대한 영향이 더 큼을 알 수 있었고, 기판의 acoustic 임피던스에 의해서도 Kt² 값이 감소함을 알 수 있었다. 전극 효과가 첨가되면 임피던스 응답 피크의 크기가 감소하였으며, 전극의 acoustic 임피던스가 커짐에 따라 응답피크는 더 작아졌다. 공진주파수 스펙트럼법에서 전극은 질량부하로 고려되기 때문에 전극 효과가 첨가된 경우 Keff² 값은 증가하며, 전극의 acoustic 임피던스가 크면 그 효과는 더 커졌다. 공진주파수 스펙트럼법을 이용한 시뮬레이션을 통해 기판, 압전체, 전극으로 이루어진 composite 공진기의 특성 분석과 설계까지도 가능함을 알 수 있었다.
The sandwich type piezoelectric resonator is widely used for the acoustic sources of underwater acoustic transducers, whose important design parameters are shapes, materials, dimensions and supporting methods. Practical design method of resonators consists of manufacturing, experiments and modification so that it requires much time and expenses. In this study, an analytical design method of sandwich type piezoelectric resonators is presented based on the nonlinear optimization technique. The proposed method is applied to the design of an example resonator model in order to maximize the output powers. For the investigation of performance according to the division and their electrical connection, three types of resonators are manufactured. In addition, their dynamic characteristics such as electrical admittance and transmitting voltage response are measured and compared.
This paper describes the development of bulk acoustic wave (BAW) resonators using a PolyVinyliDene Fluoride (PVDF). The resonators have an air gap between a substrate for acoustic isolation without surface micromachining. We measured the resonance frequency and the input reflection coefficient (S$\sub$11/) of resonators using vector network analyzer. The fundamental resonance in this experimental result was measured at 1.4 ㎓ with a return loss of -23.2 ㏈. We can confirm a possibility of resonator application as using a PVDF because it can fabricate the resonator without etching process.
The aim of the study is to scrutinize the relationship between the area of resonance and insertion loss by analyzing the characteristics of 2-port resonator. This was done through designing an air-gap type Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) by using CAD model for the application of bandpass filter of high-frequency band with piezoelectric thin film. Moreover, through the design of ladder-type BPF, we were able to observe changes in bandwidth, resonation, out-of-band rejection depending on the number and area of resonator.
Film bulk acoustic resonator used in microwave region can be analyzed by one-dimension Mason's model and one-dimensional numerical method, but it had several constraints to analyze effects of area variation, electrode-area variation, electrode-shape variation and spurious characteristics. To overcome these constraints film bulk acoustic resonator must be analysed by three dimensional numerical method. So, in this paper three dimensional finite element method was used to analyze several moles of resonance and was compared with the one dimension Mason's model analysis and analytic solution.
In the reactive concentric resonator, perforated inner tubes are widely used for various purposes related to noise reduction, flow guiding, and structural aspects. Perforation distribution patterns influence both the acoustic performance and mechanical performance. In this study, the influence of distribution patterns on acoustic performance are explained by adopting the concept of extended inlet/outlet length. Predicted transmission with varying extended inlet/outlet length is compared with prediction by varying distribution patterns. The transmission loss difference due to perforation distribution patterns can be explained by changing the extended inlet/outlet length of the uniformly perforated resonator.
The aim of the study is to scrutinize the relationship between the area of resonance and center frequency with varying thickness by analyzing the characteristics of 2-port resonator. This was done through ideal design using Leach model equivalent model modified Mason model equivalent circuit for the application of bandpass filter high-frequency band with resonator Moreover, through the design of ladder-type BPF, we were able to observe changes in bandwidth, resonation, out-of-band rejection depending on the number and area of resonator.
수평방향의 전기히터 방식의 Rijke tube는 구조와 원리가 비교적 간단하여 열 음향 불안정 연구에 대표적으로 사용되고 있다. 본 논문은 음향공 특성연구의 일환으로 현재까지 수행하였던 상온감쇠실험과 열적 구배를 갖는 열 음향 불안정 환경과의 실험을 비교하기 위하여 연속적인 실험을 위하여 장시간에도 안정적인 Rijke Tube 제작 및 구성 방법을 제시하였다. 또한 모사된 열 음향 불안정 환경에 음향공을 장착하여 감쇠특성을 확인하여 추후 연구에 필요한 기초자료를 확보하였다.
연소실 내 공조현상으로 인해 발생되는 열음향 불안정성은 안정적인 연소시스템을 구현하기 위해 해결해야 하는 고질적인 문제로 제기되어 왔다. 열음향 불안정성은 크게 1차 2차 열음향 불안정성으로 나뉘며, 본 연구에서는 열음향 불안정성 중 2차 열음향 불안정성의 천이에 관해 열손실이 미치는 영향에 대한 실험적 연구를 진행하였다. 2차 열음향 불안정성을 발생시키기 위해 한쪽 끝이 열린 1/4 파장 공명기를 채택하여 수직으로 설치하였고, 공명기 내부에는 예혼합 가스를 주입하였다. 또한 공명기 상단으로 발생하는 열손실 효과를 비교하기 위해 추가적으로 외부 동축류 관을 설치하였다. 연료 농후조건의 예혼합 가스만을 채택하여 주입하였기 때문에 동축관에 주입되는 기체에 따라 공명기 상부에 추가적인 확산화염이 형성될 수 있다. 그 결과 확산화염이 발생되었을 경우 공명기 상단으로의 열손실이 감소하며 2차 열음향 불안정성이 발현되었으며, 확산화염이 억제되어 공명기 상단으로의 열손실이 증가하였을 경우 2차 열음향 불안정성의 발현이 억제되는 결과를 도출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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