음향 인텐시티 기법을 이용한 복잡한 진동-음향계의 방사 음장에 대한 음원 탐색에 관하여

Abstract

본 연구에서는 진동-음향계에서 방사되어 생성된 일반 근접장에서 음향 인텐시티 기법을 이용해 소음원을 파악하는 방법의 문제점에 관하여 논한다. 이를 위해 자동차나중장비의 엔진실을 모사하는 3차원 구조물 모델을 고려한다. 실제 상황과 유사하도록 모델에는 음원들이 복잡한 형상의 표면에 상호 연관성이 있는 또는 없는 형태로 분포한다. 즉, 음원들은 음향학적으로 단단한 상자들에 의해 형성된 좁은 공간으로 연결되어 있다. 따라서 반사가 심한 음장에 면한 표면에 배치되어 있으며, 전체 구조의 바닥 부분은 하부의 바닥과 작은 틈새만큼 떨어져 있다. 음향 경계요소법을 이용하여 근접 음장과 내부 음장의 인텐시티를 계산한다. 주어진 음원들간의 상대적 위상, 주파수, 위치에 따른 효과를 조사하였고, 그 결과를 등인텐시티선도, 벡터도 및 에너지 유선으로 표현하였다. 현장에서 종종 행해지는 바와 같이, 예를들어 엔진룸 상부에서 인텐시티를 측정하여 음원을 조사하는 것과 같은, 반사장이 강한 음장에서 음향 인텐시티 기법을 적용하여 음원탐색을 시도할 경우 가짜 음원이 검색될 수 있음을 보였다. 이와 같은 음장에서 정확한 결과를 얻기 위해서는, 음원탐색 수행 전에 음장의 리액티비티에 대한 조사가 먼저 필요하며, 측정을 시행하기 전에 음장의 리액티비티를 없애거나 대폭적으로 줄이는 작업이 선행되어야 할 것이다.

In this paper, the problems in identifying the noise sources by using the sound intensity technique are dealt with for the general radiated near-field from vibro-acoustic sources. For this purpose, a three-dimensional model structure resembling the engine room of a car or heavy equipment is considered. Similar to the practical situations, the model contains many mutually coherent and incoherent noise sources distributed on the complicated surfaces. The sources are located on the narrow, connected, reflecting planes constructed with rigid boxes, of which a small clearance exists between the whole box structure and the reflecting bottom. The acoustic boundary element method is employed to calculate the acoustic intensity at the near-field surfaces and interior spaces. The effects of relative source phases, frequencies, and locations are investigated, from which the results are illustrated by the contour map, vector plot, and energy streamlines. It is clearly observed that the application of sound intensity technique to the reactive or reverberant field, e.g., scanning over the upper engine room as is usually practiced, can yield the detection of fake sources. For the precise result for such a field, the field reactivity should be checked a priori and the proper effort should be directed to reduce or improve the reactivity of sound field.