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Study on sound radiation estimation using a reciprocity technique and p-p method by finite element simulation

상반성 기법과 p-p method를 이용한 구조물 방사소음 유한요소해석 기법 연구

  • 유지우 (현대자동차 연구개발본부) ;
  • 박헌 (현대자동차 연구개발본부) ;
  • 이지운 (현대자동차 연구개발본부)
  • Received : 2022.12.27
  • Accepted : 2023.01.20
  • Published : 2023.01.31

Abstract

Sound radiated from a structure in vibration is an important physical characteristic to evaluate vibro-acoustic problem. Although sound radiation power can be typically obtained by intensity measurement, long measuring time and strict measuring condition remain difficult. As an alternative method, simulation-based estimation can be taken into account and its accuracy is known to be acceptable. However, difficulty still lies in that specialized softwares may be necessary to obtain sound radiation power and radiation efficiency. In this context, this study suggests two methods using an ordinary FE method to calculate sound radiation power. They are well-known reciprocity technique and p-p method, which are basically test methods. It is shown that either method can practically estimate sound radiation in the frame of conventional Finite Element Method (FEM). The methods and their corresponding limit are discussed with some results.

구조진동 소음 문제의 평가에 있어 방사소음은 중요한 물리적 특성으로 음향 인텐시티 측정으로 확인이 가능하지만, 시간이 오래 걸리고 까다로운 측정 조건 때문에 시험을 꺼리는 경향이 많다. 그 대안으로 시뮬레이션이 사용되고 있으며, 그 정확도도 높다. 문제는 방사소음 파워와 방사효율 같은 중요한 물리량을 얻기 위해서는 이를 계산해 주는 특정한 소프트웨어가 필요하다는 점이다. 본 연구에서는 이런 관점에서 일반적인 유한요소 해석 소프트웨어를 사용하여 방사소음 파워와 방사 효율을 계산하는 후처리 기법을 제안한다. 제안된 두가지 방법은 기본적으로 시험에서 사용하는 방법을 시뮬레이션에 활용하는 것이다. 첫번째 방법은 상반성 기법을 이용하는 것이며, 두번째 방법은 인접한 2개의 위치에서 계산된 음압을 이용하는 방법이다. 두가지 방법이 모두 효과적으로 방사소음 파워를 예측할 수 있음을 보였으며, 그 한계도 설명하였다.

Keywords

References

  1. J. W. Yoo, K. S. Chae, and J. H. Cho, "Experimental study and numerical simulation on a dash system for noise reduction of a sedan vehicle" (in Korean), Proc. KSNVE Autumn Conference, 667-671 (2012). 
  2. J. W. Yoo, F. Ronzio, and T. Courtois, "Road noise reduction of a sport utility vehicle via panel shape and damper optimization on the floor using genetic algorithm," Int. J. Automot. Technol. 20, 1043-1050 (2019).  https://doi.org/10.1007/s12239-019-0098-4
  3. J. Morkholt, J. Hald, P. Hardy, D. Trentin, M. Bach-Andersen, and G. Keith, "Measurement of absorption coefficient, surface admittance, radiated intensity and absorbed intensity on the panels of a vehicle cabin using a dual layer array with integrated position measurement," SAE Int. J. Passeng. Cars - Mech. Syst. 2, 1449-1457 (2009).  https://doi.org/10.4271/2009-01-2170
  4. J. W. Yoo, "Modelling of sound radiation from a beam-stiffened plate and a clamped rectangular plate based on a modal method," Proc. IMechE Part C: J. Mech. Eng. Sci. 228, 2900-2914 (2014).  https://doi.org/10.1177/0954406214524744
  5. G. Squicciarini, A. Putra, D. J. Thompson, X. Zhang, and M. A. Salim, "Use of a reciprocity technique to measure the radiation efficiency of a vibrating structure," Appl. Acoust. 89, 107-121 (2015).  https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2014.09.013
  6. D. A. Bies and C. H. Hansen, Engineering Noise Control (E&FN SPON, London, 1996), pp. 90.