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제안 방법
- 하이브리드 FE-SEA 방법은 기존의 경계요소법으로 대표적으로 사용되어 왔던 방사소음, 전달 손실 등의 해석을 훨씬 효과적으로 수행할 수있게 하여준다. 그림 11(a)와 같이 base plate(skin)와 2개의 프레임 및 4개의 스트링거로 형성된 ribbed 패널에 대한 진동 및 방사 특성을 BEM과 비교하여 보았다. 이 ribbed 패널은 2000 Hz 이하에서 약 200개 정도의 공진모드를 가지고 있다.
- 그림 14는 항공기 동체의 구조기인 소음을 해석하기 위한 하이브리드 모델로, 측벽 및 바닥은 SEA 하부시스템으로 모델링하였으며, 구조 기인의 중요한 전달 경로인 바닥과 측벽과의 연결부는 FE 하부시스템으로 모델링하였다. 실험실에서 구현된 가진원에 대해 측벽 및 바닥에서의 속도 응답을 시험과 비교하였으며 좋은 일치를 얻을 수 있었다.
- 그림 13은 자동차의 대쉬 패널의 전달손실을 하이브리드 FE-SEA를 이용하여 모델링하고 해석한 결과를 나타낸다. 자동차 대쉬의 구조물은 FE로 모델링을 하고 음원실과 수음실을 SEA로 모델링하여 실제 시험에서 투과손실을 측정하는 시설을 모델링한 것이다. 질량 법칙에 의한 투과손실 예측에서는 저주파수 대역에서 대쉬 패널 구조물의 공진으로 인한 투과손실의 산과 골이 발생하는 것이 나타나지 않는데 비해 하이브리드 FE-SEA 방법에서는 공진의 효과가 반영되어 시험과의 좋은 일치를 보여준다.
- 하이브리드 FE-SEA의 이론을 설명하기 위해, 그림 3과 같이 프레임과 패널로 이루어진 시스템을 고려하는데, 프레임에 가해진 가진력에 의해 패널 또는 프레임의 응답을 해석하고자 하는 것이다. 각 프레임은 파장에 비해 크기가 작으므로 FE 하부시스템으로 각 패널은 파장에 비해 그 크기가 크므로 SEA 하부시스템으로 모델링하는 것이 적합하다.
데이터처리
- 그림 14는 항공기 동체의 구조기인 소음을 해석하기 위한 하이브리드 모델로, 측벽 및 바닥은 SEA 하부시스템으로 모델링하였으며, 구조 기인의 중요한 전달 경로인 바닥과 측벽과의 연결부는 FE 하부시스템으로 모델링하였다. 실험실에서 구현된 가진원에 대해 측벽 및 바닥에서의 속도 응답을 시험과 비교하였으며 좋은 일치를 얻을 수 있었다.
이론/모형
- 해석하고자하는 관심 주파수의 파장에 비해 그 크기가 큰 시스템 사이의 소음진동은 많은 공진모드가 발생하며 되며, 경계조건, 물성치, 작동 조건 등의 변동에 민감하게 변화하므로 통계적인 접근 방법인 통계적 에너지 해석법(statistical energy analysis; SEA)을 사용하게 된다. 이와 반대로 해석하고자 하는 주파수의 파장에 비해 그 크기가 작은 시스템 사이의 소음진동은 몇 가지의 공진모드가 중요한 역할을 하며 시스템의 변동에 대해 강건한 응답을 보이므로 결정론적 방법인 유한요소법(finite element method; FEM) 또는 경계요소법(boundary element method; BEM)을 적용하게 된다. 즉 상대적으로 저주파수의 영역에서는 유한요소 또는 경계요소법의 결정론적 방법이, 고주파수의 영역에서는 통계적 에너지 해석법 등의 통계적 방법이 사용된다.
- 시스템의 소음진동 거동을 해석할 때 일반적으로 2가지의 방법을 고려하게 된다. 해석하고자하는 관심 주파수의 파장에 비해 그 크기가 큰 시스템 사이의 소음진동은 많은 공진모드가 발생하며 되며, 경계조건, 물성치, 작동 조건 등의 변동에 민감하게 변화하므로 통계적인 접근 방법인 통계적 에너지 해석법(statistical energy analysis; SEA)을 사용하게 된다. 이와 반대로 해석하고자 하는 주파수의 파장에 비해 그 크기가 작은 시스템 사이의 소음진동은 몇 가지의 공진모드가 중요한 역할을 하며 시스템의 변동에 대해 강건한 응답을 보이므로 결정론적 방법인 유한요소법(finite element method; FEM) 또는 경계요소법(boundary element method; BEM)을 적용하게 된다.
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