Acoustics 소음 분석 툴킷

RecurDyn / Acoustics

• MFBD 해석결과로부터 소음의 특성을 나타내는 ERP(Equivalent Radiated Power)를 계산하는 소음 분석 툴킷이다.
• 계산된 ERP의 분포를 통해 유연체 바디 표면의 어느 위치에서 소음이 많이 방사 될 수 있는지, 또는 어떤 주파수 대역의 ERP가 지배적인지를 확인함으로써 기구 시스템의 소음을 예측할 수 있다. 
• MFBD의 FFlex, RFlex 결과 이용 가능하다.
• 특정 모드, 특정 시간영역에 대한 ERP 계산 가능하다.
• 어떤 모드가 주된 소음원진지 파악 가능하다.
  
  
  

  

  Acoustics ERP Contour

  
  
  
  • 지정한 유연체 표면(PatchSet)에 대해 ERP를 계산
  • 최소한의 파라미터 입력만으로 시스템의 소음 특성 시뮬레이션 가능
  • 지정한 시간 영역에 대해서만 ERP계산을 수행 (효율적인 후처리)
  • ERP결과를 유연체 표면에 Contour로 표시 가능
  • ERP결과를 다양한 형태의 그래프로 확인 가능

 

 

ERP (Equivalent Radiation Power) 란?

• ERP는 구조전달음 (Structure borne noise)를 평가하는데 많이 활용되는 값으로 아래와 같은 수식을 통해 계산한다.

• ERP는 요소(Element)의 법선 방향 속도를 이용하여 계산되며, 별도의 복잡한 해석 없어도 MFBD해석결과만  이용하여 계산이 가능하다.
• 물론 기체와 상호작용을 고려한 정교한 시뮬레이션을 위해 보다 정확한 소음을 분석할 수 있지만, 이를 위해 복잡한 모델링과 과도한 해석시간이 필요하다. (타 소프트웨어 필요)
• ERP를 확인하여 설계자는 시스템의 특정 바디에서 발생하는 소음의 정도 및 소음의 주로 발생하는 위치를 예측 가능하다.
• 일반적으로 ERP를 최소화하면 모델의 진동 소음의 감소한다.

 

ERP의 장점

• 공기와 같은 유체에 대한 모델링 불필요.
• 복잡한 모델링 및 시뮬레이션 없이 빠르게 소음에 대한 의미 있는 결과 도출 가능.
• 특히 구조의 진동이 주된 원인으로 작용하는 노이즈를 평가하는데 유용함.
• 설계 변경을 통한 소음 성능 개선 및 최적화에 적합함.

 

RecurDyn/Acoustics를 이용한 ERP 계산

 

 

 

Appdenix

• Sound power(음향 출력) : 음원이 방출하는 단위 시간당 에너지의 총량
• Sound Pressure(음향 압력) : 음향 압력은 매질에서 발생하는 압력 변화
• Sound Intensity(음향 강도) : 단위 면적을 통과하는 단위 시간당 소리 에너지의 양 
  • 음향 강도는 음향 압력과 달리 방향성을 가지며 단위 면적당 일률을 나타냄

 

 

 

• 음향 압력 데시벨 (Sound Pressure Level, 𝒅𝑩_𝑺𝑷𝑳) 
  • 데시벨은 특정 기준에 대한 비율에 상용로그를 취한 물리량의 단위이며 소음 공해의 정도를 나타내는 데시벨의 경우 엄밀히 𝑑𝐵_𝑆𝑃𝐿의 값으로 사람이 평균적으로 들을 수 있는 가장 작은 소리의 음압인 20𝜇𝑃𝑎을 기준으로 정하고 절댓값으로 사용한다.

 

 

 

 

• 음향 출력 데시벨 (Sound Power Level, 𝒅𝑩_𝑳𝑾) 
  • 음향 출력의 기준은  1×10^(−12) 𝑊로 20𝜇𝑃𝑎 음압이 0.2821m 거리에서 측정된 음향 출력을 의미한다.