• Title, Summary, Keyword: 음향 유한요소해석

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A Study on the Modeling of a Passenger Car Cavity with consideration of Trunk Coupling Effect (트렁크 연성 효과를 고려한 차실 음향 모델링에 관한 연구)

  • 강상욱;이장무;김석현
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.300-305
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    • 1994
  • 차실 음향 공동의 특성을 유한요소법에 의해 해석하고자 할 때, 과거에는 차실 음향공동과 트렁크 음향공동과의 상호연성을 고려하지 않고, 두 공동의 경계면을 강체 경계조건으로 생각하여 해석 대상 모델을 차실 음향 공동만으로 국한시켰다. 이러한 해석 방법을 통해서는, 차실과 트렁크 공동이 완전히 밀폐되어 있지 않고 단지 뒷좌석에 의해 두 공동이 구별되어지는 차종에 대해서는 실험과 근접하는 유한요소해석 결과를 얻을 수 없다. 그러므로 차실 공동과 트렁크 공동의 경계면을 가상의 탄성벽 경계조건으로 생각하여 그 탄성벽을 통한 두 공동의 상호 연성을 고려하는 유한요소 모델을 구현하여야 한다. 실제로 트렁크가 차실에 미치는 연성효과를 고려하여 유한요소해석을 수행할 경우 차실의 고유진동수와 고유모드에 미치는 영향이 상당히 큰 것을 확인할 수 있었다. 이하 본 내용에서는 차실과 트렁크 공동, 그 사이의 탄성벽을 이론적으로 해석 가능한 1차원으로 모델링하여 실험 결과와 근접하는 3차원 유한요소 모델링 기법을 제시한다.

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Acoustic Characteristics Analysis of piezoelectric Underwater Acoustic Sensors Using Finite Element Method. (유한요소법을 이용한 압전 수중음향센서의 음향특성 해석)

  • Son Sun Bong;Kim Jae Hwan
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.253-256
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    • 2000
  • 본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

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Finite Element Analysis for Acoustic Characteristics of Piezoelectric Underwater Acoustic Sensors (압전 수중음향센서 음향특성의 유한요소해석)

  • 김재환;손선봉;조철희;조치영
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.20 no.1
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    • pp.68-76
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    • 2001
  • Sonar is the system that detects objects and finds their location in water by using the echo ranging technique. In order to have excellent performance in variable environment, acoustic characteristics of this system must be analyzed accurately. In this paper, based on the finite element analysis, modeling and analysis of acoustic characteristics of underwater acoustic sensors are preformed. Couplings between piezoelectric and elastic materials, and fluid and structure systems associated with the modeling of piezoelectric underwater acoustic sensors are formulated. In the finite element modeling of unbounded acoustic fluid, IWEE (Infinite Eave Envelop Element) is adopted to take into account the infinite domain. When an incidence wave excites the surface of Tonpilz underwater acoustic sensor, the scattered wave on the sensor is founded by satisfying the radiation condition at the artificial boundary approximately. Based on this scattering analysis, the electrical response of the underwater acoustic sensor under incidence, so called RVS (Receiving Voltage Signal) is founded accurately. This will devote to design Sonar systems accurately.

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Radiation Impedance Analysis for Tonpilz Piezoelectric Transducer (Tonpilz 압전변환기의 방사임피던스해석)

  • 조성일
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.53-56
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    • 1997
  • Tonpilz 압전변환기에 관하여 유한요소법을 사용하여 공기중의 동특성 해석과 수중의 방사임피던스를 해석하였다. 공기중에서 트랜스듀서의 구조를 변화시키면서 입력 어드미턴스 특성과 진동모드를 해석하여 압전변환기를 모델링하였다. 음향 윈도우를 압전변환기 전면에 부착한 후 유한요소법(FEM)에 의하여 매질의 영향을 고려한 입력어드미턴스 특성을 해석하였으며, 또한 방사임피던스 계산 루틴을 추가하여 무한 배플의 경계조건하에서 방사 임피던스를 해석하였다. 공기중과 수중에서의 해석을 통하여 Tonpilz 압전변환기 단일 소자의 구조 변경 및 기계 부재의 추가등에 따라 변동하는 변환기의 특성 및 방사 임피던스를 해석하므로서 평면 배열형 음향 트랜스듀서의 설계에 필요한 파라메터를 구할 수있다.

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Finite Element Analysis of Small Acoustic Filters for Hearing Protection Device (청각보호구용 소형 음향필터의 유한요소해석)

  • Kim, Dong Hoon;Lee, Yun Jung;Kim, Pil Un;Lee, Sang Heun;Cho, Jin Ho;Kim, Myoung Nam
    • Journal of Korea Multimedia Society
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    • v.10 no.2
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    • pp.200-208
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    • 2007
  • The noise induced hearing loss, which is one type of the hearing losses, is well known occupational diseases. The prevention of the noise induced hearing loss is very important, because it is unrecoverable. There are some kinds of devices for hearing protection, and those are effective in preventing the noise induced hearing loss. However, people often resist the use of hearing protection devices because they have some difficulties during conversation in wearing the devices. To solve the problem, a small acoustic filter can be used for a hearing protection device. In this paper, we designed several kinds of small acoustic filters and analyzed the characteristics of designed small acoustic filters using Finite Element Analysis (FEA). From FEA results, we proved the characteristics of designed small acoustic filters which vary according to length and diameter. And we found out that the general tendencies of modeled filters using FEA are same as acoustic experiment results of designed filters.

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Vibration of Pipes Coupled with Internal and External Fluids (내부 및 외부 유체와 연성된 파이프의 진동 해석)

  • Ryue, Jung-Soo
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.31 no.3
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    • pp.142-150
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    • 2012
  • The waveguide finite element (WFE) method is a useful numerical technique to investigate wave propagation along waveguide structures which have uniform cross-sections along the length direction ('x' direction). In the present paper, the vibration and radiated noise of the submerged pipe with fluid is investigated numerically by coupling waveguide finite elements and wavenumber boundary elements. The pipe and internal fluid are modelled with waveguide finite elements and the external fluid with wavenumber boundary elements which are fully coupled. In order to examine this model, the point mobility, dispersion curves and radiated power are calculated and compared for several different coupling conditions between the pipe and internal/external fluids.

Analysis of sound radiation by floor vibration in the closed sound field (실내의 바닥진동에 의한 음향방사해석)

  • 최석주
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.137-140
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    • 1992
  • 실내 바닥슬래브의 휨진동에 의한 음향방사문제에 대하여 유한요소법을 적용하여 검토하였다. 단순한 형상의 판이 휨진동하여 자유공간에 음을 방사하는 문제에 대해서는 이론적인 해를 구할 수 있으나, 임의형상의 판이 휨진동하여 실내에 음을 방사하는 문제에 대해서는 검토되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이와같은 문제를 단순화한 해석법으로서 먼저 유한요소법을 이용하여 판의 휨진동에 대한 고유모드의 상대변위를 구하고, 다음 상대변위를 진동속도로 변환한 결과를 입력조건으로 하여 유한요소법에 의한 3차원 음장해석을 하였다. 그 결과 실내 바닥슬래브의 휨진동에 의한 음향방사파워는 슬래브의 진동모드, 실내음향모드 및 벽흡음율 등의 조건에 따라 크게 변화된다는 것을 확인하였다.

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Analysis of Vibration-Noise Characteristics of a Passenger Car (승용차의 진동 소음 특성 해석)

  • 성명호;이장무;김석현;박동철
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.87-92
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    • 1993
  • 본 연구에서는 반연성해석(Semi-coupling analysis) 즉 음향 응답이 구조와 음향 시스템의 모달 계수로 표현되는 방법과 구조-음향 연성계수를 이용한 소음저감의 예를 제시한다. 이전까지의 연성해석에서는 해석의 신뢰성을 위 하여 실험에서 구한 구조 모우드를 사용하였다. 그러나 설계단계에서 차실소 음을 예측하고 설계변경의 자료를 제시하기 위해서는 유한요소법을 이용한 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 부분 구조 합성법, 주요 결합부에 상세 유한요소 모델의 정적해석등에 의한 등가모델링 기법, 감도해석을 이용한 결 합부 모델링기법을 이용한 유한요소법 구조모우드해석과 그 결과를 이용한 연성해석의 결과를 보여준다.

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Wave Scattering Analysis of Scatterers Submerged in Water by Using a Hybrid Numerical Approach (수중 산란체의 수치적 산란해석)

  • 김재환;김세환
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.19 no.4
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    • pp.84-92
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    • 2000
  • In this paper, numerical scattering analysis for submerged scatterers is performed using finite and infinite elements. Unbounded domain is truncated into finite domain and finite elements are used in the domain. Infinite elements, So called Infinite Wave Envelope Elements (IWEE) which possess wave-like behavior, are used to take into account the infinite domain on the truncated boundary Scattering from rigid sphere is taken as an example and the effects of the order and mesh size of finite elements, size of finite element model and the order of IWEE are investigated. Quadratic finite element, refined mesh and higher order IWEE are recommended to improve the non-reflection boundary condition in the numerical scattering analysis.

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Development of Sound Radiation Analysis System Using the Results of Power Flow Finite Element Method (파워흐름유한요소법의 진동해석 결과를 이용한 구조물의 방사소음 해석시스템 개발)

  • 이호원;홍석윤
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.20 no.7
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    • pp.21-30
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    • 2001
  • The analysis system implementing a serial process from structural vibration to sound radiation has been developed using both the power flow finite element method (PFFEM) known as a new vibrational analysis technique in medium to high frequency ranges and the acoustic boundary element method (BEM) which is effective in analyzing the sound radiation problems. The vibration analysis for arbitrary shape structures composed of plates is performed, and using the vibration energy density obtained from this analysis as the velocity boundary conditions for an acoustic analysis, vibro-acoustic analysis has been processed. To verify the developed system, we select a simple structure model and compare the results of developed system with those of SYSNOISE, and also the developed system is applied for the vibro-acoustic analysis of various structures in shapes.

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