[논문]실린더 쉘 구조물의 방사소음 제어

실린더 쉘 구조물의 방사소음 제어
Radiation Noise Control of Cylindrical Shell 원문보기

양동호 (동국대학교 기계공학과) , 곽문규 (동국대학교 기계로봇에너지공학과)

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본 연구에서는 스티프너로 보강된 원통형 쉘 구조물이 조화 교란의 영향을 받아 발생된 방사 소음을 압전 감지기 및 작동기를 이용해 억제하는 방법을 연구하였다.
본 연구에서는 외부 교란에 대해 효과적인 것으로 알려진 Higher Harmonic Control(HHC)을 고려하여 실린더 쉘 구조물의 능동진동제어를 시도하였다. HHC 는 헬리콥터 로터 블레이드의 진동제어를 위해 개발된 제어 기법인데 본 연구에서는 이를 수정하여 사용하였다.

본 연구에서는 외부 교란에 대해 효과적인 것으로 알려진 Higher Harmonic Control(HHC)을 고려하여 실린더 쉘 구조물의 능동진동제어를 시도하였다. HHC 는 헬리콥터 로터 블레이드의 진동제어를 위해 개발된 제어 기법인데 본 연구에서는 이를 수정하여 사용하였다. 실험결과는 본 연구에서 제안한 수정 HHC 가 진동 뿐만 아니라 방사소음을 줄이는데도 효과적 임을 보여준다.
식 (1)으로 표현된 HHC제어 알고리즘이 효과적이기 위해서는 정확한 기진력의 진동수, ω 를 알아야 한다. 실제로는 외부 기진력의 진동 수에 약간의 변화가 일어 날 수 있기 때문에 본 연구에서는 다음과 같은 수정 HHC 알고리즘의 사용을 제안하여 사용하였다.

본 연구에서 고려한 HHC 알고리즘을 적용하기 위해서는 특정 진동수에서의 액츄에이터와 센서 간의 전달함수 값이 필요하다. 전달함수를 구하기 위해 그림 2 와 같이 Dynamic Signal Analyzer 35670A 를 사용하였다. 그림 3 과 4 는 실험을 통해 구한 전달함수의 Magnitude 와 Phase 를 보여준다.

본 연구에서는 보강 실린더 쉘 구조물에 MFC 작동기를 부착하고 조화 교란의 영향을 받는 경우의 진동 및 방사소음 제어에 HHC 알고리즘이 효과 적임을 실험으로 입증하였다. 차후 비 공진 대역에 대한 진동제어와 방사소음 실험을 수행할 예정이다.
HHC 는 헬리콥터 로터 블레이드의 진동제어를 위해 개발된 제어 기법인데 본 연구에서는 이를 수정하여 사용하였다. 실험결과는 본 연구에서 제안한 수정 HHC 가 진동 뿐만 아니라 방사소음을 줄이는데도 효과적 임을 보여준다.
손정우 등은 MFC 작동기가 부착된 실린더 쉘의 유한 요소 모델링 방법과 제어 특성을 토의하고 유한요소해석 소프트웨어ANSYS 를 이용해 운동방정식을 유도 하였다. 제어기로는 LQG 를 고려하여 수치해석을 통해 제어가 가능함을 입증 하였다. 곽 등은 비 보강 실린더 쉘 구조물에 대해 동적 모델링 및 능동진동제어 알고리즘 설계, 능동진동제어 실험을 수행하여 압전 감지기와 작동기를 이용해 쉘 구조물의 능동진동 제어가 가능함을 입증하였다.

본 연구에서 고려한 HHC 알고리즘을 적용하기 위해서는 특정 진동수에서의 액츄에이터와 센서 간의 전달함수 값이 필요하다. 전달함수를 구하기 위해 그림 2 와 같이 Dynamic Signal Analyzer 35670A 를 사용하였다.
본 연구에서는 보강 실린더 쉘 구조물에 MFC 작동기를 부착하고 조화 교란의 영향을 받는 경우의 진동 및 방사소음 제어에 HHC 알고리즘이 효과 적임을 실험으로 입증하였다. 차후 비 공진 대역에 대한 진동제어와 방사소음 실험을 수행할 예정이다.

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