[학위논문]다중 다공판 시스템의 흡음성능 예측을 위한 계산모델 개발 (A) Practical Estimation Model for Predicting the sound Absorption Performance of Multiple Layer Perforated Plate systems원문보기
본 연구에서는 단일 다공판을 비롯한 다수의 다공판으로 구성된 다중 다공판 시스템의 흡음성능을 정확하고도 쉽게 계산할 수 있는 계산 모델의 제시와 흡음특성에 대한 고찰을 연구목표로 하였다. 연구방법으로는 소음기의 일차원 성능해석에 널리 쓰여 왔던 전달행렬법을 토대로 한 계산모델을 정립하였고, 계산모델의 타당성은 단일 다공판 시스템에서 5중 다공판 시스템에 이르기까지 다공판의 수, 공기층 길이 그리고 공극율을 변화시키면서 계산하고 측정한 흡음계수값들을 상호비교하여 검증하였다. 다공판 시스템의 흡음계수는 두 개의 ...
본 연구에서는 단일 다공판을 비롯한 다수의 다공판으로 구성된 다중 다공판 시스템의 흡음성능을 정확하고도 쉽게 계산할 수 있는 계산 모델의 제시와 흡음특성에 대한 고찰을 연구목표로 하였다. 연구방법으로는 소음기의 일차원 성능해석에 널리 쓰여 왔던 전달행렬법을 토대로 한 계산모델을 정립하였고, 계산모델의 타당성은 단일 다공판 시스템에서 5중 다공판 시스템에 이르기까지 다공판의 수, 공기층 길이 그리고 공극율을 변화시키면서 계산하고 측정한 흡음계수값들을 상호비교하여 검증하였다. 다공판 시스템의 흡음계수는 두 개의 마이크로폰, 임피던스관, 스피커 그리고 주파수분석기로 구성된 측정장치를 이용하여 협대역주파수에서 측정하였다. 그리고 다공판 시스템은 얇은 금속판에 구멍을 뚫은 다공판과 공기층으로 구성되며 다공판의 재질은 일반강재이다. 본 연구에서 제시한 계산모델을 이용하여 계산한 흡음계수와 측정한 흡음계수는 잘 일치하였다. 또한 단일 다공판 시스템의 흡음특성은 주로 좁은대역폭에서 우수한 흡음성능을 갖지만, 다중 다공판 시스템의 경우는 흡음성능의 대역폭이 크게 확장되고, 흡음성능도 향상됨을 알았다. 특히 흡음대역폭은 다공판의 수, 공기층 길이 그리고 공극율 변화를 통해서도 조절이 가능함을 확인하였다. 그리고 다공판 시스템의 공기층의 수와 공명모드의 수는 일치하며 공명모드에서 흡음성능이 최대로 되는 것을 알았다.
본 연구에서는 단일 다공판을 비롯한 다수의 다공판으로 구성된 다중 다공판 시스템의 흡음성능을 정확하고도 쉽게 계산할 수 있는 계산 모델의 제시와 흡음특성에 대한 고찰을 연구목표로 하였다. 연구방법으로는 소음기의 일차원 성능해석에 널리 쓰여 왔던 전달행렬법을 토대로 한 계산모델을 정립하였고, 계산모델의 타당성은 단일 다공판 시스템에서 5중 다공판 시스템에 이르기까지 다공판의 수, 공기층 길이 그리고 공극율을 변화시키면서 계산하고 측정한 흡음계수값들을 상호비교하여 검증하였다. 다공판 시스템의 흡음계수는 두 개의 마이크로폰, 임피던스관, 스피커 그리고 주파수분석기로 구성된 측정장치를 이용하여 협대역주파수에서 측정하였다. 그리고 다공판 시스템은 얇은 금속판에 구멍을 뚫은 다공판과 공기층으로 구성되며 다공판의 재질은 일반강재이다. 본 연구에서 제시한 계산모델을 이용하여 계산한 흡음계수와 측정한 흡음계수는 잘 일치하였다. 또한 단일 다공판 시스템의 흡음특성은 주로 좁은대역폭에서 우수한 흡음성능을 갖지만, 다중 다공판 시스템의 경우는 흡음성능의 대역폭이 크게 확장되고, 흡음성능도 향상됨을 알았다. 특히 흡음대역폭은 다공판의 수, 공기층 길이 그리고 공극율 변화를 통해서도 조절이 가능함을 확인하였다. 그리고 다공판 시스템의 공기층의 수와 공명모드의 수는 일치하며 공명모드에서 흡음성능이 최대로 되는 것을 알았다.
The absorption performance of a single layer perforated plate system has been mainly estimated by an equivalent electroacoustic circuit approach based on the electroacoustic analogy. The circuit approach is the manner that the absorption performances are estimated by the resultant surface acoustic i...
The absorption performance of a single layer perforated plate system has been mainly estimated by an equivalent electroacoustic circuit approach based on the electroacoustic analogy. The circuit approach is the manner that the absorption performances are estimated by the resultant surface acoustic impedances deduced from the equivalent electroacoustic circuit. For the multiple layer perforated plate system that consists of more than two perforated plates and airspaces, however, the procedure for obtaining the resultant surface acoustic impedance by the circuit approach is very complicated. When the array of acoustic elements such as the perforated plates and airspaces is changed, the resultant surface acoustic impedance of a multiple layer perforated plate system must be newly determined. For the purpose of relieving these problems for the equivalent electroacoustic circuit approach, a practical method to accurately and conveniently estimate the absorption performance of multiple layer perforated plate system is proposed. The proposed method is based on the transfer matrix method that has been widely used to the one-dimensional acoustic analysis of an engine exhaust muffler. In the proposed method, the resultant surface acoustic impedance of a multiple layer perforated plate system is determined from the overall transfer matrix elements obtained by multiplying individual transfer matrices for the perforated plates and airspaces. The proposed transfer matrix method is validated by comparing the estimated absorption coefficient of a single layer perforated plate system with the values measured by the two-microphone impedance tube method for various porosities and airspaces. The proposed method is further applied to estimating the multiple layer perforated plate system. The estimated absorption coefficients by changing the array of perforated plates are compared to the measured ones with a good agreement. In addition, the effect of the dimensions of perforated plate as well as the geometric parameters such as the length of airspace and the number of perforated plate on the absorption performance is discussed in detail.
The absorption performance of a single layer perforated plate system has been mainly estimated by an equivalent electroacoustic circuit approach based on the electroacoustic analogy. The circuit approach is the manner that the absorption performances are estimated by the resultant surface acoustic impedances deduced from the equivalent electroacoustic circuit. For the multiple layer perforated plate system that consists of more than two perforated plates and airspaces, however, the procedure for obtaining the resultant surface acoustic impedance by the circuit approach is very complicated. When the array of acoustic elements such as the perforated plates and airspaces is changed, the resultant surface acoustic impedance of a multiple layer perforated plate system must be newly determined. For the purpose of relieving these problems for the equivalent electroacoustic circuit approach, a practical method to accurately and conveniently estimate the absorption performance of multiple layer perforated plate system is proposed. The proposed method is based on the transfer matrix method that has been widely used to the one-dimensional acoustic analysis of an engine exhaust muffler. In the proposed method, the resultant surface acoustic impedance of a multiple layer perforated plate system is determined from the overall transfer matrix elements obtained by multiplying individual transfer matrices for the perforated plates and airspaces. The proposed transfer matrix method is validated by comparing the estimated absorption coefficient of a single layer perforated plate system with the values measured by the two-microphone impedance tube method for various porosities and airspaces. The proposed method is further applied to estimating the multiple layer perforated plate system. The estimated absorption coefficients by changing the array of perforated plates are compared to the measured ones with a good agreement. In addition, the effect of the dimensions of perforated plate as well as the geometric parameters such as the length of airspace and the number of perforated plate on the absorption performance is discussed in detail.
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