날개 통과 주파수 소음 저감을 위한 통기성 음향 메타물질 패널 설계 - 김범진; 이진우 (대한기계학회논문집 A, 2024)
냉각 시스템의 팬에서 발생하는 고온의 유체는 통과하지만, 날개 통과 주파수 소음이 외부로 투과되는 것을 차단하는 음향 메타물질 패널을 설계하는 방법을 제안한다. 제안한 음향 메타물질의 단위체는 3개의 1 / 4 파장관으로 구성되었고, 각 파장관의 기준 길이는 날개 통과 주파수의 배수를 고려하여 결정하였다. 이렇게 설계된 단위체를 유체 투과 방향으로 다수 배열하여 소음 저감 주파수 대역의 증대를 도모하였다. 또한, 팬의 회전 속도의 미세한 변화에 따라 소음 주파수들이 변화하더라도 소음 저감 성능을 유지할 수 있도록, 배열되는 단위체의 각 파장관의 길이를 선형적으로 변화시켰다. 단위체를 구성하는 1 / 4 파장관의 길이를 결정하는 과정에서는 분산 곡선을 이용하였고, 설계된 단위체와 음향 메타물질 패널의 소음 저감 성능은 투과 손실 곡선으로 평가하였다. 제안한 설계 방법은 기본 소음 주파수의 배수 주파수에서 존재하는 피크 소음을 줄이는 다양한 팬 소음 저감에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
Keywords: 음향 메타물질 패널; 날개 통과 주파수; 단위체; 1 / 4 파장관; 분산 곡선; Acoustic Metamaterial Panel; Blade Passing Frequency; Unit Cell; One-Quarter Wavelength Tube; Dispersion Curve