홴 광대역 소음의 효율적 예측을 위한 통계적 합성방법과 선형/비선형 전파모델에 기초한 분석 방법론 개발

국문 초록 (Abstract)

본 연구를 통하여 홴 광대역 소음을 효율적으로 예측할 수 있는 방법을 개발하였다. 개발한 방법은 크게 홴 광대역 소음원 모델링과 전파 모델로 구성된다. 먼저 효율적인 소음원 모델링을 위하여 상용유동해석 프로그램과 연계하여 광대역 소음원을 생성할 수 있는 통계적 소음원 생성 모델을 적용하였다. Reynolds-Averaged Navier-Stokes 수치해를 사용하여 시·공간상의 난류속도장을 재생하기 위하여 두 가지 수학모델, Fourier-based 방법과 random particle 방법을 적용하였다. 이렇게 시·공간상에서 합성된 합성 난류 속도장을 음향 상사법을 연계하여 광대역 소음원을 생성하였다. 다음으로 효율적인 광대역 소음전파를 예측하기 위하여 BEM/FEM 연계 내부 광대역 소음의 선형/비선형전파 파수 영역 모델을 개발하였다. 생성된 소음원을 가지고 내부전파환경을 고려할 수 있는 Green 함수를 연계한 내부 광대역 소음 선형전파모델을 적용하여 내부음장을 해석하였다. 비선형 광대역 소음의 전파를 효율적으로 해석하기 위하여 광대역 소음원에 대한 소음기의 저항(resistance)과 유도저항(reactance)에 따른 비선형 감쇄에 대한 파수영역 예측모델 개발하고 적용하였다. 개발한 모든 방법은 실험값과의 비교를 통하여 그 유효성을 증명하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

st of source modeling of fan broadband noise and it linear and nolinear propagatioin models. First, stochastic turbulence velocity synthesis models are applied to effectively model broadband noise sources, which can be readily combined to the commerical CFD programs. Two methods, Fourier-decompostion based method and random partical method, are applied to generate turbulent velocites fields in time and space domains from the numerical solutions obtained by solving Reynolds-average Navier-Stokes equations. Aerodynamic broadband noise sources are then generated by applying the Acoustic Analogy to the generated turbulence velocity field. Secondly, internal linear/nonlinear propagation model in the wavenumer domain are developed to predict broaband noise propagation efficiently, which can be readily combined with BEM/FEM methods. Internal sound fields are predicted by combining generated broadband noise sources with the lienar propgation model based on Green's function which takes into account the effect of duct wall on the noise. Nonlinear dissipation model in the wavenumber domain, due to resistance and reactance of a silencer, are developed and applied to predict nonlinear propagation of broadband noise. All of develope methods are validated by comparing their prediction with the