음파를 이용한 덕트 내 불균일 단면적의 역문제적 재구성

Abstract

본 논문에서는 음파를 이용하여 덕트 내 길이 방향으로의 불균일 단면적을 역문제적으로 측정하는 방법에 대해서 연구하였다. 음파를 사사용하여 덕트 단면적을 구하는 이론 및 실험방법 등에 대해서 많은 연구가 되어왔으나, 본 연구에서는 덕트 내 충격응답을 구하고 이를 재구성 알고리즘에 대입하여 덕트 내 단면적을 구하는 방법을 채택하였다. 충격 가진을 통하여 덕트 내 충격응답을 구하는 기존 방법의 문제점을 살펴보았고, 광대역 가진 방법을 새로 제안하였다. 실험 및 이론적 고찰을 통하여 새로운 방법이 기존의 방법보다 면적 재구성 오차가 적음을 보였다. 덕트 단면적을 재구성 할 때의 오차 원인과 불규칙 잡음에 의한 오차범위를 파악하기 위하여 오차해석을 수행하여 음파를 이용한 면적 재구성 방법의 적용범위 및 대상을 명확히 하였다.

This paper deals with the inverse reconstruction of sectional area in nonuniform ducts by using the acoustical measurement. There have been many theoretical and experimental studies on the duct area reconstruction. In this research, the method using the impulse response function and area reconstruction algorithm was employed because of its mathematical and experimental simplicity. Based on the study results on the drawback of conventional impulse excitation method, a new measurement method is proposed, that uses the random noise source and the discrete inverse Fourier transform. It is found that the reconstruction errors of the present method is smaller than the conventional method. A random error analysis is performed in order to investigate the causes of reconstruction error and to clarify the applicable data range for area reconstruction.