엔진 흡기계 공기 여과기의 음향 특성에 관한 연구A study on the acoustical characteristics of the air filter in engine intake systems

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엔진 흡기계의 공기 여과기는 엔진으로 유입되는 공기의 불순물을 제거하는 기능 이외에도 흡기 소음을 감쇠하는 기능도 수행한다. 하지만 이러한 공기 여과기에 의한 소음 감쇠는 그 동안 무시되어 왔었다. 본 논문에서는 이러한 공기 여과기의 음향학적 성능을 분석하기 위해서 음향 모델을 제안하였고 공기 여과 시스템의 특성을 파악하였다. 여과재의 섬유 구조는 유동 비 저항과 공극률을 이용하여 매우 작은 천공으로 이루어진 판으로 가정하였다. 여과재의 접힌 기하학적 형상은 두 가지 방향으로 모델링을 수행하였다. 기본적으로는 투과 벽을 가진 연성된 덕트로 가정 하였지만 덕트의 단면은 일정한 경우와 선형적으로 변하는 경우로 가정하였다. 그러한 단순화된 형상을 이용하여 좁은 덕트 시스템에서의 음파 전달의 해석을 위한 수학적 모델을 적용하였다. 열점성 영향을 그러한 덕트 내의 음파 전달을 모델링 하는데 고려하였고 여과기 상자는 사각 강체 상자로 모델링 하였다. 두 개의 모델을 합하여 4단자 정수 전달 행렬을 유도하였다. 검증을 위하여 플라스틱 사각 상자와 공기 여과기에 대해서 전달 손실을 측정하였다. 상자에 여과기를 넣은 경우에 여과기의 영향을 볼 수 있었다. 예측 결과와 측정 결과를 비교하여 열점성 영향을 고려한 직관형 모델의 예측된 전달 손실이 다른 제안된 모델보다, 특히 골 부근의 전달 손실 크기와 주파수 위치에 대해서, 실험 결과와 더 잘 맞는 것을 볼 수 있었다. 인자 모의 실험을 수행하였고 주름의 개수, 주름의 길이 (또는 표면적), 그리고 이웃한 주름 사이의 거리와 같은 기하학적 인자가 전달 손실을 결정하는 중요한 요소임을 발견할 수 있었다. 표면적이 증가할수록 비교적 작은 압력 강하에 의해서 전달 손실은 감소하고 주름 사이의 간격이 감소함에 따라 열점성 영향에 의해서 전달 손실이 증가했다. 적은 개수의 긴 주름을 갖는 공기 여과기가 다른 설계와 비교했을 때 가장 좋은 음향 성능을 가진다는 결론을 얻을 수 있었다.
Advisors
이정권researcherIh, Jeong-Guonresearcher
Description
한국과학기술원 : 기계공학전공,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2006
Identifier
255340/325007  / 020043010
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공, 2006.2, [ x, 98 p. ]

Keywords

흡기계 소음; 공기 여과기; 전달 손실; transmission loss; intake noise; Air cleaner filter

URI
http://hdl.handle.net/10203/45503
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=255340&flag=dissertation
Appears in Collection
ME-Theses_Master(석사논문)
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