유체기계 덕트 내 시변 음원의 음향 특성에 관한 연구

Abstract

유체기계 덕트 내 음원은 흔히 선형 시불변 모델을 이용하여 음원 임피던스와 강도로 특성화되어진다. 그러나 내연기관 및 압축기 음원에 대한 여러 측정에서 물리적으로 타당하지 않은 부의 저항이 보고된 바 있다. 본 논문에서는 유체기계의 시변성이 음원특성에 미치는 영향에 대하여 해석적으로 연구하였다. 이를 위하여 왕복동 피스톤 및 배기계로 구성된 간단한 유체기계를 전형적인 주기적으로 시변하는 계로서 다루었으며 등가음향 회로를 해석하였다. 해석 해를 이용한 모사측정에서는 실제 음원의 시변성이 부의 저항에 대한 주요한 원인임을 볼 수 있다. 비교적 작은 시변항의 크기를 가지는 경우에 피스톤이 정적 계의 고유진동수의 두 배 또는 그 정수로 나뉜 주파수로 작동한다면 음원이 큰 음향 파워를 방사하게 됨을 알 수 있다.