공조 덕트의 단면 형상 변경에 따른 고유진동수의 변화 해석

국문 초록 (Abstract)

최근 자동차 산업은 다양한 부분에서 최적화와 효율성을 높이기 위한 연구들이 다양하게 수행되고 있다. 본 연구는 차량의 내부에 설치된 측면 서리제거기 (Side defroster)에 연결된 공조 덕트의 형상을 사각형 단면에서 원형 단면으로 설계를 변경을 목적으로 한다.
단면적이 동일 할 경우 사각형 단면 보다 원형 단면의 덕트가 유량의 효율성이 높다고 알려져 있다. 사각형 단면 덕트와 원형 단면 덕트를 알루미늄(Aluminum alloy)과 폴리에틸렌(Polyethylene) 두 가지 재질을 가지고 동특성(Dynamic characteristics) 측면에서 설계 변경 가능성을 분석하였다.
가솔린 승용차, 디젤 승용차 및 SUV(Sport utility vehicle)의 정속 운전과 공회전 시의 가진 주파수(Forced frequency)와 비교하여 설계 변경 후 공진(Resonance)의 발생 여부를 분석하였다. 주어진 해석 모델에 대하여 1차부터 6차 진동모드(Vibration mode)까지 비교/분석 하였으며 해석을 위하여 상업용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS가 사용되었다.
정속 주행 및 공회전 시의 가진 주파수와 두 가지 재질을 사용하여 얻어진 고유진동수의 비교/분석을 통하여 원형 단면 공조 덕트로 설계변경 가능성에 대한 적절한 결론들을 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, the automobile industry has been conducting various researches to improve optimization and efficiency in various areas. This study aims to change the design of an air conditioning duct connected to a side defroster installed inside a vehicle from a square cross-section to a circular cross-section.
It is known that circular cross-section ducts have higher flow efficiency than square cross-section ducts when the cross-sectional areas are the same. The possibility of design changes was analyzed in terms of dynamic characteristics using two materials, aluminum alloy and polyethylene, for square and circular cross-section ducts.
The occurrence of resonance was analyzed after the design change by comparing the forced frequency during constant-speed driving and idling of gasoline vehicle, diesel vehicle, and SUV(Sport utility vehicle).
For the given analysis model, the vibration modes from the 1st to the 6th were compared and analyzed, and ANSYS, a commercial finite element analysis program, was used for the analysis.
Through comparison/analysis of the excitation frequency during constant speed driving and idling and the natural frequency obtained using two materials, appropriate conclusions were presented regarding the possibility of changing the design to a circular cross-section air conditioning duct.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 1
• 1.2 연구의 목적 3
• 1.3 연구의 내용 4
• 제 2 장 해석평가 적용 예제 5
• 2.1 평가 모델 5
• 2.2 유한 요소 모델 및 가진 조건 6
• 제 3 장 결과 및 고찰 7
• 3.1 알루미늄 재질에 대한 해석평가 결과 7
• 3.2 폴리에틸렌 재질에 대한 해석평가 결과 12
• 3.3 해석 평가 결과 분석 16
• 제 4 장 결론 및 제언 17
• 참고문헌 19
• Abstract 20