KR100654366B1 - Simulation apparatus for high density acoustic environment - Google Patents

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문상무
김영기
우성현
임종민
문남진
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Abstract

A device for simulating a high energy sound environment is provided to realize reliable design by simulating the high energy sound environment with constitution including a sound provider, a horn, and a test section. The sound provider(S) provides sound by a modulation mode using gas ejection. The horn(100) receives the sound from the sound provider and transfers the received sound. A cross section of the horn is exponentially increased. The test section(200) performs a test by the sound passing the horn and has a constant cross section. The horn comprises the first horn(110) connected to the sound provider, and the second horn(120) placed between the first horn and the test section. An upper/lower side of the first horn is exponentially increased and both sides of the first horn are linearly increased. The upper/lower side of the second horn keeps a constant size and both sides of the second horn are exponentially increased.

Description

고에너지 음향 환경 시뮬레이션 장치{Simulation apparatus for high density acoustic environment}Simulation device for high density acoustic environment

도 1은 본 발명의 시뮬레이션 장치에 대한 사시도,1 is a perspective view of a simulation apparatus of the present invention,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 혼의 측면도 및 평면도,2a and 2b is a side view and a plan view of a horn according to the present invention,

도 3은 본 발명의 후방 섹션을 포함한 시뮬레이션 장치의 개념도,3 is a conceptual diagram of a simulation apparatus including a rear section of the present invention,

도 4는 본 발명을 이용한 일 실시예의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of an embodiment using the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

S : 음원공급부 100 : 혼S: sound source supply part 100: horn

110 : 제1혼 120 : 제2혼110: first soul 120: second soul

200 : 테스트 섹션 300 : 후방 섹션200: test section 300: rear section

310 : 흡음부 311 : 흡음 웨지310: sound absorbing portion 311: sound absorbing wedge

320 : 배출구320: outlet

본 발명은 음향 환경이 미치는 영향을 시뮬레이션할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 분출을 이용하여 음원을 공급하는 음원 공급부와 상 기 음원을 전달하기 위한 것으로서 단면적이 지수함수적으로 증가하는 형상인 혼과, 상기 혼으로부터 음원을 전달받는 것으로서 단면적이 일정한 테스트 섹션을 포함하는 구성에 의해 고에너지의 음향환경을 시뮬레이션할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device capable of simulating the effects of the acoustic environment, and more particularly, to deliver a sound source supply unit and a sound source supplying a sound source by using a gas ejection, the cross-sectional area is exponentially increased. The present invention relates to a device capable of simulating a high energy acoustic environment by a configuration including a horn having a shape and a test section having a constant cross-sectional area as receiving a sound source from the horn.

일반적으로 미사일이나 발사체 또는 우주선등과 같이 고속으로 공간을 이동하는 장치는 공기저항으로 인하여 발생하는 열음향이나 또는 연료분사에 의해 발생되는 소음등으로 인하여 비행체가 가진된다. In general, devices that move space at high speeds, such as missiles, projectiles, or spacecraft, are excited by aircraft due to thermal acoustics generated by air resistance or noise generated by fuel injection.

예를 들어 인공위성의 경우 135dB의 음압을 가지며 장거리 미사일의 경우 170dB의 음압을 가지기도 한다. 따라서, 이러한 비행체에 장착되는 전자장비는 상술한 소음에 의해 가진되는 가혹한 환경에서 사용되기 때문에 개발 단계에서부터 음향 환경에 대한 검증작업이 필요하다.For example, satellites have a sound pressure of 135 dB, while long-range missiles have a sound pressure of 170 dB. Therefore, since the electronic equipment mounted on such a vehicle is used in the harsh environment caused by the noise mentioned above, it is necessary to verify the acoustic environment from the development stage.

이러한 이유로 상술한 전자장비의 신뢰성 확보를 위해서는 실제 현상을 시뮬레이션한 환경에서 테스트 하여 그 테스트 자료에 의해 설계를 해야 한다.For this reason, in order to secure the reliability of the above-mentioned electronic equipment, it is necessary to test the environment in a simulated environment and design the test data.

그러나, 상술한 바와 같이 고에너지를 가지는 음향환경의 특성상 일반적인 음향환경장치로서는 실제 현상을 시뮬레이션할 수 없는 문제점이 있었다.However, due to the characteristics of the acoustic environment having high energy as described above, there is a problem in that the actual phenomenon cannot be simulated with a general acoustic environment device.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가스분출을 이용한 음원 공급부와 상기 음원이 전달되기 위해 단면적이 지수함수적으로 증가하는 형상인 혼과, 상기 혼으로부터 음원을 전달받는 테스트 섹션을 포함하는 구성에 의해 고에너지의 음향환경을 시뮬레이션할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and includes a sound source supply unit using a gas ejection, a horn having an exponentially increased cross-sectional area for delivery of the sound source, and a test section receiving the sound source from the horn The purpose is to provide a device that can simulate the high-energy acoustic environment by the configuration.

상술한 목적은 가스 분출을 이용한 모듈레이션 방식에 의해 음원을 공급하는 음원 공급부와, 상기 음원 공급부로부터 음원을 공급받아 전달하기 위한 것으로서 단면적이 지수함수적으로 증가하는 형상인 혼과, 상기 혼으로부터 음원을 전달받는 것으로서 단면적이 일정한 테스트 섹션을 포함하는 고에너지 음향 환경 시뮬레이션 장치에 의해 달성될 수 있다.The above-described object is a sound source supply unit for supplying a sound source by a modulation method using gas ejection, a horn having a shape in which the cross-sectional area is exponentially increased to receive and transmit the sound source from the sound source supply unit, and a sound source from the horn. As delivered, it can be achieved by a high energy acoustic environment simulation apparatus comprising a test section with a constant cross section.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the configuration of the present invention.

본 발명은 상술한 바와 같이 가스분출을 이용한 음원 공급부와 상기 음원이 전달되기 위해 단면적이 지수함수적으로 증가하는 형상인 혼과, 상기 혼으로부터 음원을 전달받는 것으로서 단면적이 일정한 테스트 섹션을 포함하는 구성에 의해 고에너지의 음향환경을 시뮬레이션할 수 있는 장치이다.The present invention comprises a sound source supply using a gas ejection as described above, a horn having an exponentially increased cross-sectional area for the sound source to be delivered, and a test section having a constant cross-sectional area as receiving a sound source from the horn. It is a device that can simulate high energy acoustic environment.

도 1을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하면, 우선 음원공급부(S)에 의해 음원이 발생되고, 상기 발생된 음원이 제1혼(110) 및 제2혼(120)으로 구성되는 혼(100)을 경유하여 실제 개발부품이 테스트 되는 테스트 섹션(200)을 거치게 된다.Referring to the present invention with reference to Figure 1, the sound source is first generated by the sound source supply unit (S), the horn 100 is composed of the first horn 110 and the second horn 120 Via the test section 200 through which the actual development parts are tested.

상기 음원공급부(S)는 상술한 바와 같이 고에너지 음향환경을 모사하기 위해 일반적인 전자기 방식의 스피커를 사용하지 않고 가스를 이용한 모듈레이션 방식의 음원을 사용한다. 예를 들어 액화질소를 기화한 가스를 분출하면서 발생하는 소음을 이용하게 되는데, 이에 대해 좀더 설명하면,상기 음원 공급장치(S)에는 2개의 슬릿(S1, S2)이 장착되어 있는데, 그중 하나의 슬릿을 이동하여 상기 2개의 슬릿에 형성되는 관통부가 일치하면 가스가 배출되고 일치하지 않으면 배출되지 않는 구성 을 이용한 것이다. As described above, the sound source supply unit S uses a modulation type sound source using gas instead of a general electromagnetic speaker to simulate a high energy acoustic environment. For example, the noise generated while ejecting gas vaporized liquefied nitrogen is used. More specifically, the sound source supply device S is provided with two slits S1 and S2. By moving the slit, the penetrations formed in the two slits coincide with each other so that the gas is discharged.

이러한 구성에 의해 발생한 음원은 혼(100)을 경유하게 되는데, 상기 혼(100)은 그 단면적이 지수함수적으로 증가하는 형상이다. 이러한 형상을 가지는 이유는 상기 음원의 에너지 소비를 최소화하기 위해 임피던스를 연속적으로 변하도록 하기 위한 것이다.The sound source generated by this configuration passes through the horn 100. The horn 100 has a shape in which its cross-sectional area increases exponentially. The reason for having such a shape is to continuously change the impedance in order to minimize the energy consumption of the sound source.

다시말해서, 특정 음압(dB)의 소음환경을 시뮬레이션 하기 위해서는 상기 음원 공급부(S)에서 발생한 음원을 테스트 섹션(200)에서 재생함에 있어서 목표로 하는 음압(dB)이상 재생하여야 하고 이를 위해서는 에너지 소비를 최소화하는 것이 필요하기 때문이다.In other words, in order to simulate the noise environment of a specific sound pressure (dB), the sound source generated by the sound source supply unit S is reproduced in the test section 200 at a target sound pressure (dB) or more. Because it is necessary to minimize.

이를 위해 상기 혼(100)은 그 단면적이 지수함수(exp)의 관계에 의해 규정되는 것이다.For this purpose, the horn 100 is defined by the relation of the exponential function exp.

한편 상기 혼(100)의 가공의 편의를 위해 2개의 혼 즉, 상기 음원 공급부(S)와 접하는 제1혼(110)과 상기 제1혼(110)에 접하는 한편 상기 테스트 섹션(200)에 접하는 제2혼(120)으로 나누어 제작하는 것도 바람직하다.Meanwhile, two horns, namely, the first horn 110 and the first horn 110, which are in contact with the sound source supply unit S, are in contact with the test section 200 for the convenience of processing the horn 100. It is also preferable to produce by dividing into the second horn 120.

이때 상기 제1혼(110)의 형상을 상면 및 저면은 지수함수적으로 커지는 형상인 한편 양 측면은 선형적으로 커지는 형상으로 하고, 상기 제2혼(120)의 경우 상면 및 저면은 일정한 크기가 유지되는 형상인 한편 양 측면은 지수함수적으로 커지는 형상으로 하는 것이 에너지 소모를 최소화함과 동시에 제작의 편의성을 증진할 수 있다. 이와 같은 상기 제1혼(110) 및 제2혼(120)의 형상이 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는데, 상기 도 2a는 상기 제1혼(110) 및 제2혼(120)의 측면도이고 상기도 2b는 상기 제1혼(110) 및 제2혼(120)의 평면도이다.In this case, the shape of the first horn 110 is an exponentially larger shape and both sides of the first horn 110 are linearly enlarged. In the case of the second horn 120, the top and bottom surfaces have a constant size. While maintaining the shape while the sides are exponentially larger in shape, it is possible to minimize the energy consumption and to increase the convenience of manufacturing. The shape of the first horn 110 and the second horn 120 as shown in Figures 2a and 2b, Figure 2a is a side view of the first horn 110 and the second horn 120. 2B is a plan view of the first horn 110 and the second horn 120.

이상과 같은 형상의 제1혼(110) 및 제2혼(120)을 경과하여 테스트 섹션(200)으로 음원이 전달되는데, 상기 테스트 섹션(200)에서 개발된 전자부품이 테스트되는 것이다.The sound source is transmitted to the test section 200 after passing through the first horn 110 and the second horn 120 having the above shapes, and the electronic component developed in the test section 200 is tested.

상기 테스트 섹션(200)은 일정한 단면적을 가지고 있는데, 이때 최대 음압이 재생될 수 있도록 시험 수행가능 범위내에서 최소한의 단면적을 가지는 것이 바람직하다.The test section 200 has a constant cross-sectional area, which preferably has a minimum cross-sectional area within a testable range so that the maximum sound pressure can be reproduced.

이상 상술한 바와 같은 구성에 의해 고에너지의 음향환경을 시뮬레이션할 수 있다. 이때 상기 테스트 섹션(200)을 경유하는 음원에 의해 상기 테스트 섹션(200)이 떨리는 현상이 발생할 수 있다. With the above configuration, it is possible to simulate a high energy acoustic environment. In this case, the test section 200 may be shaken by a sound source passing through the test section 200.

이를 방지하기 위해 설치되는 후방 섹션(300)에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.A rear section 300 installed to prevent this will be described with reference to FIG. 3.

상기 후방 섹션(300)은 상기 테스트 섹션(200)의 후측 즉 상기 혼(100)이 설치되는 반대측에 설치된다.The rear section 300 is installed on the rear side of the test section 200, that is, on the opposite side where the horn 100 is installed.

또한 상기 후방 섹션(300)은 내부에 상기 전달되는 음원을 흡수하여 테스트 섹션(200)의 떨림현상을 방지하는 흡음부(310)가 설치된다. 이때 끝이 뾰족한 형상인 흡음 웨지(311)를 형성하는 것이 바람직한데 통상 주파수 범위에 해당하는 파장의 1/4길이로 하는 것이 바람직하다.In addition, the rear section 300 is provided with a sound absorbing portion 310 to absorb the sound source transmitted therein to prevent the shaking phenomenon of the test section 200. At this time, it is preferable to form a sound-absorbing wedge 311 having a pointed shape, but it is preferable to set it to 1/4 length of a wavelength corresponding to a frequency range.

한편, 상기 후방 섹션(300)에는 상기 음원을 발생하는 가스를 배출하는 배출구(320)를 형성하여 상기 가스가 대기로 배출된다.On the other hand, the rear section 300 is formed with a discharge port 320 for discharging the gas for generating the sound source so that the gas is discharged to the atmosphere.

이상과 같은 본 발명에 의해 고에너지 음향 환경을 정밀하게 시뮬레이션할 수 있어 상술한 고에너지의 가혹한 환경에서도 견딜 수 있는 전자부품을 설계할 수 있는 것이다.According to the present invention as described above, it is possible to accurately simulate a high-energy acoustic environment and to design an electronic component that can withstand the harsh environments of the high-energy described above.

이하 본 발명을 이용하여 시뮬레이션하는 방법에 대해 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of simulating using the present invention will be described with reference to FIG. 4.

음원 공급을 위해 저장용기(B)에 저장된 액화질소(LN2)를 사용하였으며 상기 액화질소를 증발기(E)와 열교환기(H)에 의해 기화시킨 후 음원 공급장치(S)에 의해 음원을 발생시켰다. 상기 음원 공급장치(S)는 상술한 바와 같이 가스분출을 이용한 모듈레이션 방식이다. The liquid nitrogen (LN2) stored in the storage container (B) was used for the sound source supply, and the liquid nitrogen was vaporized by the evaporator (E) and the heat exchanger (H), and then the sound source was generated by the sound source supply device (S). . The sound source supply device (S) is a modulation method using gas ejection as described above.

이와 같은 음원 공급장치(S)를 이용하여 발생된 음원은 제1혼(110) 및 제2혼(120)을 거쳐 상기 테스트 섹션(200)과 후방 섹션(300)을 거치게 되어 고에너지의 음향 환경에 사용될 전자부품을 테스트하게 되는 것이다.The sound source generated by using the sound source supply device S is passed through the test section 200 and the rear section 300 through the first horn 110 and the second horn 120 to provide a high energy acoustic environment. It will test the electronic components that will be used.

이상 살펴본 바와 같이 종래에는 비행체나 인공위성등과 같이 고에너지의 음향 환경의 가혹한 환경에서 사용되는 전자부품에 대해 실제 현상을 모사하는 시뮬레이션 장치가 없었으나,As described above, in the past, there was no simulation device that simulates actual phenomena for electronic components used in the harsh environment of high energy acoustic environment such as an aircraft or a satellite.

본 발명과 같이 가스분출을 이용한 음원 공급부와 상기 음원이 전달되기 위해 단면적이 지수함수적으로 증가하는 형상인 혼과, 상기 혼으로부터 음원을 전달받는 것으로서 단면적이 일정한 테스트 섹션을 포함하는 구성에 의해 고에너지의 음향환경을 시뮬레이션할 수 있어 보다 신뢰성 있는 설계가 가능한 효과가 있다.The present invention includes a sound source supply unit using gas ejection, a horn having a cross-sectional area exponentially increased for delivery of the sound source, and a test section having a constant cross-sectional area as the sound source is received from the horn. The acoustic environment of the energy can be simulated, which results in a more reliable design.

Claims (4)

가스분출을 이용한 모듈레이션 방식에 의해 음원을 공급하는 음원 공급부(S);와 Sound source supply unit (S) for supplying a sound source by the modulation method using the gas blowing; And 상기 음원 공급부(S)로부터 음원을 공급받아 전달하기 위한 것으로서 단면적이 지수함수적으로 증가하는 형상인 혼(100);과, The horn 100 is configured to receive and transmit a sound source from the sound source supply unit S and has a cross-sectional area that increases exponentially; and 상기 혼(100)을 경유하는 음원에 의해 테스트가 수행되는 것으로서 단면적이 일정한 테스트 섹션(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 고에너지 음향 환경 시뮬레이션 장치.And a test section (200) having a constant cross-sectional area as the test is performed by the sound source passing through the horn (100). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼(100)은 상기 음원 공급부(S)와 연결되는 제1혼(110)과 상기 제1혼(110) 및 테스트 섹션(200)사이에 배치되는 제2혼(120)으로 구성되는데,The horn 100 is composed of a first horn 110 connected to the sound source supply unit (S) and a second horn 120 disposed between the first horn 110 and the test section 200, 상기 제1혼(110)의 경우 상면 및 저면은 지수함수적으로 커지는 형상인 한편 양 측면은 선형적으로 커지는 형상이고,In the case of the first horn 110, the top and bottom surfaces are exponentially larger while both sides are linearly larger. 상기 제2혼(120)의 경우 상면 및 저면은 일정한 크기가 유지되는 형상인 한편 양 측면은 지수함수적으로 커지는 형상인 것을 특징으로 하는 고에너지 음향 환경 시뮬레이션 장치.In the case of the second horn (120), a high energy acoustic environment simulation apparatus, characterized in that the upper surface and the bottom surface is a shape that maintains a constant size while both sides are exponentially large. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 혼(100)이 장착되는 테스트 섹션(200)의 반대측에 장착되는 후방 섹션(300)과 상기 후방 섹션(300)의 단부에 형성되어 상기 테스트 섹션(200)을 경유하는 음원이 배출되는 배출구(320)와, 상기 후방 섹션(300)내부에 장착되는 한편 뾰족한 형상의 흡음 웨지(311)가 형성되는 흡음부(310)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고에너지 음향 환경 시뮬레이션 장치.A rear section 300 mounted on the opposite side of the test section 200 on which the horn 100 is mounted, and an outlet through which the sound source passing through the test section 200 is discharged is formed at the end of the rear section 300. And a sound absorbing portion 310 mounted inside the rear section and having a pointed sound absorbing wedge 311 formed therein. 제3항에 있어서 상기 흡음 웨지(311)의 돌출 길이는 상기 음원 파장의 1/4인 것을 특징으로 하는 고에너지 음향 환경 시뮬레이션 장치.The high energy acoustic environment simulation apparatus according to claim 3, wherein the protruding length of the sound absorbing wedge (311) is 1/4 of the wavelength of the sound source.
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