패널의 진동을 이용한 머플러의 투과 손실 개선

Abstract

본 논문에서는, 원하는 주파수 대역에서 머플러의 투과 손실을 개선하기 위해 머플러를 둘러싸고있는 패널의 두께를 국부적으로 최적화하고, 설계한 결과를 실험으로 검증한다. 한 면은 진동하는 패널로, 나머지 면은 강체벽으로 간주할 수 있는 직육면체 형상의 머플러를 해석 모델로 선정한다. 이 패널의 진동 특성 변화는 머플러를 구성하는 확장방의 음향 특성에 강하게 영향을 준다는 사실을 고려하여 머플러 최적 설계 문제를 정식화 한다. 머플러의 목표 소음 주파수 대역과 진동-음향 연성 효과를 반영하여 목적 함수를 구성하고, 패널의 국부적인 두께를 설계 변수로 선정한다. 최적화 알고리즘을 이용하여 머플러 최적 설계 문제의 해를 구하고, 최적화 결과에 대한 진동-음향학적인 고찰을 진행한다. 최종 설계된 머플러는 아크릴과 알루미늄으로 제작하여 검증 실험을 수행한다. 이 연구 결과는 진동-음향 연성 효과를 효과적으로 이용하면 머플러의 소음 저감 성능을 개선시킬 수 있다는 사실을 입증한다.