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문제 정의
- 이 논문에서는 선배열 예인 음탐기의 자체 소음 중 예인 케이블에서 유입된 진동에 의해 발생하는 자체 소음의 수준을 예측해 보고자 하였다. 자체 소음원으로는 음향 모듈의 오일 충진 탄성 호스를 따라 길이 방향으로 전파되는 축대칭 파동인 벌지파와 확장파를 고려하였다.
- 이를 위해서는 자체 소음원 및 이들의 전달 특성에 대한 연구가 요구된다. 이 논문에서는 선배열 예인음탐기의 자체 소음 중 음향 모듈을 따라 길이방향으로 전파되는 축대칭 파동(axisymmetric wave)에 의해 발생하는 자체 소음을 해석하였다.
- 이 논문에서는 음향 모듈을 따라 전파되는 벌지파와 확장파에 의해 발생하는 자체 소음을 이론적으로 해석하였다. 먼저, 2장에서는 예인 음탐기의 주요 자체 소음원에 대해 간략히 기술하고, 3장에서는 음향 모듈의 탄성 호스를 따라 전파되는 파동 특성을 수치 해석을 통해 살펴보고 그 결과를 이론치와 비교하였다.
- 이 이론 해석 결과의 신뢰성을 검증하기 위해 추후 수조에서 선배열 예인 음탐기의 음향 모듈에 대한 진동 및 내부 음압 측정 실험을 수행할 예정이다. 이 실험에서는 음향 모듈을 따라 전파되는 벌지파와 확장파의 전파 속도를 측정하고, 이들 파동에 의해 발생하는 음압을 측정하여 이 논문에서 제시한 이론 해석 결과와 비교해 보고자 한다.
- 이 연구에서는 Pv(k,ω)에 관해 이론적 및 수치 해석적 방법을 이용해 그 특성을 살펴보고자 한다.
- 이 연구에서는 벌지파와 확장파에 의해 유기되는 자체 소음을 이론적으로 해석하였다. 이 이론 해석 결과의 신뢰성을 검증하기 위해 추후 수조에서 선배열 예인 음탐기의 음향 모듈에 대한 진동 및 내부 음압 측정 실험을 수행할 예정이다.
- 선배열 예인 음탐기의 음향 모듈 내부에는 음향 신호 측정을 위한 음향 센서가 일정 간격으로 배열되어 있으며, 이들을 연결하는 신호선들과 인장 로프 등이 복잡하게 구성되어있다. 이 연구에서는 이들 음향 센서와 복잡한 내부 연결 부재 등을 길이 방향으로 단면의 형상이 일정한 내부 구조물(core)로 단순화하고, 파동 전파에 미치는 내부 구조물의 영향을 살펴보았다. 즉, Fig.
가설 설정
- 9에는 탄성 호스의 감쇠 포함 유무에 따라 단일 음향 센서에서 얻어지는 자체 소음 예측치를 나타내었다. 가진점의 진동 수준은 Avib =1(m/s2)2/Hz로 가정하였으며, 음향 센서의 길이는 20 mm, 위치는 가진점으로부터 1 m 떨어진 지점, 즉 x0 =1 m로 가정하였다. Fig.
- 4에 보인 것과 같이 ‘탄성 호스-충진 오일-내부 구조물’로 구성된 음향 모듈을 가정하고, 내부 구조물의 크기 변화에 따른 벌지파와 확장파의 전파 속도 변화를 해석하였다. 내부 구조물의 직경은 24 mm(모델 1)와 40 mm(모델 2)의 두 가지를 고려하였으며, 재질은 세라믹으로 가정하였다. 해석에 이용한 내부 구조물의 물성치는 Table 2에 나타내었다.
- 탄성 호스의 물성치는 Table 1에 나타내었다(8). 충진 오일은 밀도 790 kg/m3, 음속 1360 m/s로 가정하였다.
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