Can We Hear the Shape of a Noise Source?

Kim, Yang-Hann

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자료유형: 학술저널

저자정보: Kim, Yang-Hann

저널정보: 한국소음진동공학회 한국소음진동공학회논문집 한국소음진동공학회논문집 제14권 제7호

발행연도: 2004.7

수록면: 586 - 603 (18page)

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“소리의 비 가시성(非可視性)”은 소음을 제어하고자 하는 공학자에게 주어진 근원적인 어려움 중의 하나이다. 따라서 이러한 비 가시성을 완화할 수 있는. 다시 말하면 소음을 볼 수 있는 방법에 대한 탐구는 많은 관심과 시도가 있어왔다. 이들 방법 중 대표적인 것으로 이론적 또는 수치적인 방법을 이용하여 소음을 가시화 하려는 많은 시도를 들 수 있다. 수치적인 방법의 경우에는 난류 유동의 가시화 분야에서 괄목할 만한 성과를 이루어왔으나 난류 소음의 가시화에는 부족한 상태이다 실험적인 방법의 경우는 마이크로폰 제작 기술의 발달로 인한 가격 인하로 많은 수의 마이크로본을 손쉽게 확보할 수 있게 되었고 매우 빠른 신호처리 기술의 발달이 확보됨으로써 많은 진전이 이루어졌으나, 가시화된 음장 정보의 정확한 해석 등이 여전히 어려운 분야로 남아있다. 또한 음장 가시화 결과에는 항상 유한한 측정 자료로 인한 오차가 포함되어 있으며, 이로 인하여 논문의 제목에서 강조한 바와 같이 소음인의 탐지 및 소음원의 공간적인 분포를 결정하는 데 어려움이 있다. 이 논문은 음장 가시화와 관련된 간략한 역사를 레오나르도 다빈치의 유명한 와류 유동 그림에서 출발하여 현대적 개념의 선형 혹은 평면형 마이크로폰 배열에 의해 수행되는 음향 홀로그래피 분야를 전반부에 설명하고, 음향 홀로그래피 구현에 있어서 발생하는 어려운 문제와 최근의 연구 동향을 후반부에 소개하는 방식으로 구성되어 있다. 최근의 문제 중에서는 자동차나 기차와 같이 이동하는 소음원을 가시화하기 위한 이동 후레임(moving frame)을 이용한 홀로그램 구성 방법과 닫힌 공간에서의 소음원 탐지를 위해 필요한 소리의 반사 효과 제거에 대하여도 기술하고 있다. 또한, 최근에 연구되는 또 다른 중요한 분야로서 “우리는 두 마리의 새가 지저귀는 것인지 아니면 한 마리의 새가 두 개의 목소리를 가지고 지저귀는 것인지 알 수 있을까\ulcorner” 라는 질문으로 표현할 수 있는 공간상에 분포하는 소음원의 상호 의존관계를 구분하는 분야에 대한 문제 제기와 현실적인 접근 방법을 논하고 있다.

One of the subtle problems that make noise control difficult for engineers is “the invisibility of noise or sound.” The visual image of noise often helps to determine an appropriate means for noise control. There have been many attempts to fulfill this rather challenging objective. Theoretical or numerical means to visualize the sound field have been attempted and as a result, a great deal of progress has been accomplished, for example in the field of visualization of turbulent noise. However, most of the numerical methods are not quite ready to be applied practically to noise control issues. In the meantime, fast progress has made it possible instrumentally by using multiple microphones and fast signal processing systems, although these systems are not perfect but are useful. The state of the art system is recently available but still has many problematic issues : for example, how we can implement the visualized noise field. The constructed noise or sound picture always consists of bias and random errors, and consequently it is often difficult to determine the origin of the noise and the spatial shape of noise, as highlighted in the title. The first part of this paper introduces a brief history, which is associated with “sound visualization,” from Leonardo da Vinci's famous drawing on vortex street (Fig. 1) to modern acoustic holography and what has been accomplished by a line or surface array. The second part introduces the difficulties and the recent studies. These include de-Dopplerization and do-reverberation methods. The former is essential for visualizing a moving noise source, such as cars or trains. The latter relates to what produces noise in a room or closed space. Another mar issue associated this sound/noise visualization is whether or not Ive can distinguish mutual dependence of noise in space : for example, we are asked to answer the question, “Can we see two birds singing or one bird with two beaks\ulcorner”

#도플러 효과 #부분 음장 분리 #어드미턴스 #음향 홀로그래피 #키르히호프-헬름 홀쯔 적분방정식 #Acoustic Holography #Admittance #Doffler Effect #Kirchchoff-Helmholz Integral Equation #Partial Field Decom-position

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[학술지(정기간행물)] - M / 1966 / “Can One Hear the Shape of the Drum? 73 : 123 ~

[학술지(정기간행물)] - Veronesi W. A / 1989 / “Digital Holographic Reconstruction of Sources with Arbitrarily Shaped Surfaces 85 : 588598 ~

[학술지(정기간행물)] - Herman / 1987 / Basic Methods of Tomography and Inverse Problems

[학술지(정기간행물)] - G. V / 1990199～209. / “Conformal Generalized Near-field Acoustic Holography for Axisymmetric Geometries 88

[학술지(정기간행물)] - Bui / 1994 / Inverse Problems in the Mechanics of Materials

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