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문제 정의
- 본 연구에서는 무반향 타일 제작에 사용된 시료 자체의 음향특성 및 쐐기형 무반향 타일의 쐐기효과와 더불어 그 물리음향학적 특성을 고찰하고자 한다. 또한 음선추 적법 (ray-tracing method)[2]^- 이용하여 쐐기형 무반 향 타일을 설계 및 제작하며, 무반향 타일에 부착된 쐐기 에 의한 흡음효과를 측정함으로써 무반향 타일로서 의 성 능을 평가하고자 한다
- 본 연구에서는 무반향 타일 제작에 사용된 시료 자체의 음향특성 및 쐐기형 무반향 타일의 쐐기효과와 더불어 그 물리음향학적 특성을 고찰하고자 한다. 또한 음선추 적법 (ray-tracing method)[2]^- 이용하여 쐐기형 무반 향 타일을 설계 및 제작하며, 무반향 타일에 부착된 쐐기 에 의한 흡음효과를 측정함으로써 무반향 타일로서 의 성 능을 평가하고자 한다
- 본 연구에서는 무반향 타일을 쐐기형으로 제작함으로써 그 흡음특성을 증진시 키고자 하였다.
제안 방법
- "쐐기가 부착되지 않은 평판형 무반향의 타일의 음향 특성을 고찰하기 위하여, ""물-평판형 무반향 타일-물” 의세 전파매질의 조건에서 입사음파의 주파수 변화에 따른 투과계수 및 반사계수를 측정하였다."
- "에서 쇄선으로 표시된 위치에 실험에서 사용될 쐐기형 무반향 타일을 설치하여 ""물-쐐기형 무반향 타일-공기” 의 세 전파매질의 조건에서 입사 음파의 주파수 변화에 따른 반사손실을 측정하였다."
- 본 연구에서는 무반향 타일 제작에 사용된 시료 자체의 음향특성 및 쐐기형 무반향 타일의 쐐기효과와 더불어 그 물리음향학적 특성을 고찰하고자 한다. 또한 음선추 적법 (ray-tracing method)[2]^- 이용하여 쐐기형 무반 향 타일을 설계 및 제작하며, 무반향 타일에 부착된 쐐기 에 의한 흡음효과를 측정함으로써 무반향 타일로서 의 성 능을 평가하고자 한다
- 본 연구에서는 무반향 타일 제작에 사용된 시료 자체의 음향특성 및 쐐기형 무반향 타일의 쐐기효과와 더불어 그 물리음향학적 특성을 고찰하고자 한다. 또한 음선추 적법 (ray-tracing method)[2]^- 이용하여 쐐기형 무반 향 타일을 설계 및 제작하며, 무반향 타일에 부착된 쐐기 에 의한 흡음효과를 측정함으로써 무반향 타일로서 의 성 능을 평가하고자 한다
- 무반향 수조의 내벽 흡음재로 사용되는 무반향 타일을 쐐기형으로 제작하여 쐐기의 꼭지각 변화에 따른 흡음 특성을 고찰하였다.
- 무반향 타일 매질의 음속을 측정하기 위해 수중에서 그림 2와 같이직경이 25.4mm, 중심 주파수가 1 M田인 한 쌍의 음파 발생기를 무반향 타일 매질의 양쪽에 부착시키고 파열음 (tone burst)을 입사시킨 뒤, 송신된 신호와 수신된 신호의 시간차를 측정하여 음속을 결정하였다.
- 쇄선으로 표시된 a 위치에 평판형 무반향 타일을 설치하여 투과계수를 측정하였고, 쇄선으로 표시된 b 위치에 평판형 무반향 타일을 설치하여 반사계수를 측정하였다.
- 수중에서 무반향 타일 매질의 음파투과성이 매우 좋기 때문에 쐐기형 무반향 타일에 입사되는 입사음파의 반사손실을 효과적으로 측정하기 위하여, 그림 10과 같이 쇄선으로 표시된 수조벽면에 쐐기형 무반향 타일을 설치하여 반사손실을 측정하였다.
- 음향 특성 임피던스인 %과 乙는 본 실험에서 사용된 물과 무반향 타일 제작에 사용된 매질의 음향특성 임피던스를 사용하였으며, 입사되는 음파의 주파수는 100 kHz인 경우에 대하여 계산하였다.
- 이 두 신호의 진폭을 측정함으로써 쐐기형 무반향 타일의 반사손실을 계산하였다[6].
- 인 쐐기형 무반향 타일을 제작하여 반사손실을 측정하였다.
- 인 쐐기형 무반향 타일을 제작하여 반사손실을 측정함으로써, 서로 다른 꼭지각을 갖는 무반향 타일의 흡음성능을 비교 및 분석하였다.
- 인 쐐기형 무반향 타일을 제작하여 실험적으로 반사손실을 측정하였다.
- 인 쐐기형 무반향 타일의 반사손실을 측정함으로써 쐐기형 무반향 타일의 무반향 특성을 고찰하였다.
- 인흡음쐐기를 평판형 무반향 타일에 부착해 쐐기형 무반향 타일을 제작하였다.
- 평판형 무반향 타일의 투과계수 및 반사계수를 측정함으로써, 무반향 타일 제작에 사용된 매질의 음향특성을 고찰하였다.
- 함수발생기 (HP 3314A)에서 발생된 신호를 출력증폭기 (ENI 2100L) 를 통해 증폭시킨 후에 직경이 273 mm, 중심주파수가 95 蛙Iz인 음파발생기 (AF-33)를 통해 방출하고, 직경이 21 mm인 음파수신기 (B&K 8103)로 수신된 신호는 전치 증폭기 (B&K 2635)를 거친 후에 디지털 오실로스코프 (LeCroy LT322)로 신호를 분석하였다.
- 함수발생기 (此 3314A) 에서 발생된 신호를 음파발생기 (AF-33)를 통해 방출하고, 음파 수신기 (B&K8103)로 수신된 신호는 전치증폭기 (B&K 2635)를 거친 후에 디지털 오실로스코프 (LeCroy LT322) 로 신호를 분석하였다.
대상 데이터
- 그림 3의 실험장치에 의해 음향특성 임피던스를 측정한 매질을 사용하여 두께가 15.5 nun이고, 가로와 세로가 각각 400 mm X 385 mm 인 평판형 무반향 타일을 제작하였다.
- 실험에서 사용한 매질은 무반향 타일 제작이 용이하며, 불순물이나 내부 기포가 완전히 제거된 천연고무를 선택하였다.
성능/효과
- 본 논문의 실험 결과로써 쐐기형으로 제작한 무반향 타일이 쐐기가부착되지 않은 평판형 무반향 타일에 비하여 무반향 특성이 매우 우수하며, 음선추적법을 이용하여 설계 및 제작한 쐐기형 무반향 타일의 쐐기 꼭지각이 30° 인 경우에 무반향 수조를 위한 내벽 흡음재로써 그 성능이 가장 우수함을 알 수 있었다.
- 본 연구에서 사용된 수중에서 평판형 무반향 타일은 음파의 투과성이 매우 좋은 매질임을 알 수 있었다.
- 본 연구의 결과로서 쐐기형으로 제작한 무반향 타일이 쐐기가 부착되지 않은 평판형 무반향 타일에 비하여 무반향 특성이 매우 우수함을 알 수 있었다.
- 실험 결과로써 흡음쐐기가 부착된 무반향 타일이 흡음 쐐기가 부착되지 않은 평판형 무반형 타일에 비해 반사손실이 큰 것을 알 수 있었다.
- 실험결과로써 평판형 무반향 타일의 투과계수는 약 0.7〜0.9, 반사계수는 0.1 이하로 측정되었다.
- 인 무반향 타일에 비하여 반사손실이 매우 큰 것을 실험적으로 알 수 있었다.
- 인 쐐기형 무반향 타일이 무반향 수조의 내벽 흡음재로써 그 흡음 성능이 가장 우수함을 이론적으로 예측 및 실험적으로 검증할 수 있었다.
- 입사음파의 지속시간 (duration time)은 300 侬이며, 입사음파의 반복 시간 (repetition time)은 100 ms 인 파열음을 방출하였다.
- 흡음쐐기의 꼭지각이 60° 인 무반향 타일에 대하여, 25 kHz〜 30 蛙払의 주파수대역에서 반사손실이 5 dB 이하로써 쐐기가 부착되지 않은 평판형 무반향 타일의 경우와 비슷한 반사손실을 가지나, 35 kHz-45 kHz의 주파수 대역에서는 10 dB~15 dB 사이의 가장 큰 반사손실을 가짐을 볼 수 있다.
후속연구
- 따라서 제한적 인 공간 내에서 음파가 전달되는 경우에는 경계면에서의 반사효과에 의하여 자유음장 (free-field)에서의 음파전 달 현상과는 상이한 차이를 보인다[U. 그러므로 제한적 인 공간 내에서 음파가 전달되 면서 발생하는 반사의 효과 를 줄이고자 무반향 타일을 사용함으로써 인위적으로 자 유음장과 같은 이상적인 조건을 형성하여, 제한적인 공 간 내에서의 음향 관련 연구를 가능하도록 하기 위한 무 반향 타일의 설계 및 제작이 요구되어진다. 그러나 국내 에서는 자유음장 형성을 위한 무반향 타일의 설계와 제작 에 관한 발표된 문헌상의 연구결과 및 연구사례가 매우 미비한 실정이다.
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