공조용 팬의 공력소음 예측과 저감에 관한 연구

전문가 제언

○ 공조용 팬과 같이 공력소음이 문제가 되는 제품의 유동장은 일반적으로 레이놀즈수가 크고 물체 형상이 복잡하다. 이 때문에 특수한 경우 이외는 공력소음을 직접 계산(압축성 유동장을 계산한 다음 밀도 변동으로부터 소음을 산출)하지 않고 음향 아날로지(analogy)를 이용한 분리해법을 이용하는 경우가 많다.

 

○ 일반적으로 전산유체역학(CFD)을 이용한 분리해법에서는 비압축성 유체로 가정하여 LES(Large Eddy Simulation) 등으로 유동장을 계산한 다음 ‘Curle의 식’ 등으로 음의 압축성에 대한 차이를 보완하고 있다. 그러나 분리해법은 압축성 소음의 전파속도가 고려되지 않았다는 비판을 받아왔다. 이에 대하여 일본 Hitachi사의 이 연구에서는 LES를 난류 중의 와류에 대한 비교적 큰 구조를 직접 계산의 대상으로 하고 이보다 작은 와류에 대해서는 모델화를 통하여 영상으로 산출하는 유체해석 소프트웨어 기술로 이용하고 있다.

 

○ 한편, 이 LES 소프트웨어는 난류 중의 주요 동력학 관련 항목을 영상으로 나타내며 직접 계산함으로써 난류현상을 고정밀도로 예측할 수 있도록 한다. 따라서 종래에는 어려웠던 공조용 팬의 소음에 대한 정량적 예측과 소음 저감을 위한 분석이 가능하게 되었으며 공조용 팬에 대한 시제품 제작비용을 줄이고 제품의 설계 사이클 단축도 기대할 수 있게 되었다.

 

○ 우리나라에서도 한국과학기술원(KAIST)의 전산유체역학 연구실에서 전산유체역학의 LES부분이 공조기 팬의 난류소음 저감에 관련되어 활발히 연구되고 있는 등, 교육기관을 중심으로 이 분야에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 또한 우리나라의 공조기 산업체도 이 분야에 높은 관심을 갖고 이들 연구결과에 주목하는 실정이다. 따라서 본고에서 소개하고 있는 공조용 팬의 공력소음 예측과 저감에 관한 연구는 우리나라의 공조기 산업 발전에 참고할 가치가 있을 것으로 판단된다.

 

저자

IWASE TAKU

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

54(227)

잡지명

？熱

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

25~30

분석자

조*곤

분석물

• 공조용 팬의 공력소음 예측과 저감에 관한 연구.pdf [463,311 byte]

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