wave6를 이용한 전 가청주파수 영역 소음진동 해석   wave6(웨이브식스)는 전 가청주파수 영역의 소음진동 문제를 예측하기 위해 FEM, BEM, SEA 등을 포함해 다양한 소음진동 해석 기법을 제공한다. 이번 호에서는 소음진동 전문 해석 소프트웨어인 wave6의 특징과 구체적인 산업분야 적용사례를 살펴본다.   ■ 정우민 | 다쏘시스템코리아 시뮬리아 팀의 솔루션 컨설턴트이다. 사우샘프턴 대학 Institute of Sound and Vibration Research에서 석사 및 박사 학위를 받고, 현대자동차에서 기계설계 엔지니어로 근무했다. 관심 분야는 소음진동 해석이다. 홈페이지 | www.3ds.com/ko   1. 소음진동 현상과 wave6의 특징 대부분 산업에서 제품의 소음과 진동을 줄이기 위한 요구가 증가하고 있다. 이런 요구는 새로운 경량화 구조물, 비용절감 재료, 사용자 기대요구, 고장 감지, 피로 파괴, 규제 강화 등 많은 요인들에 의해 발생한다. 엔지니어들은 시스템에서 작동하는 복잡한 소음진동원의 특징을 파악하고, 시스템을 통한 다양한 소음진동 전달 경로를 진단하고, 중요도를 결정하기 위한 예측 방법을 필요로 한다. 또한 다공성 탄성 흡차음재와 구조 절연체에서 주파수 의존적(frequency dependent) 발산(dissipation)과 절연(isolation) 현상의 정확한 예측 모델도 필요하다. wave6는 다쏘 시스템의 소음진동 전문 해석 소프트웨어로서 소음진동 현상을 <그림 1>과 같이 구분하여 적합한 기능들을 제공한다.   그림 1. 소음진동 현상의 구분   <그림 1>에서 Aero-Acoustics 현상은 유체 유동과 강체 구조물 사이에 발생하는 외부 유동소음을 의미하며, 프로펠러 혹은 팬 소음이 대표 사례이다. 이런 현상에 표준 원거리 음향 상사법(standard far-field acoustic analogies)이 흔히 사용된다. Vibro-Acoustics 현상은 공기기인(airborne) 그리고 구조기인(structure-borne) 경로들을 통해 구조물, 유체 그리고 다공성 탄성물질에서 파동 전파(wave propagation)를 의미한다. 예를 들면 자동차 실내의 엔진소음이 있다. 마지막으로 Aero-Vibro-Acoustics 현상은 유동에 의한 구조물 표면 압력변동이 Vibro-Acoustics 현상과 결합되어 파동이 전파되는 현상이며, 자동차/기차/비행기 등의 운송수단 실내의 윈드 노이즈가 예가 될 수 있다. 이 소음진동 현상들을 전 가청주파수 영역에서 효과적이며 정확히 시뮬레이션하기 위해 wave6는 다양한 소음진동 해석 방법(Finite Element, Boundary Element, Statistical Energy Analysis)들의 최신 기법을 제공한다. <그림 2>는 wave6가 단일 라이선스로 제공하는 소음진동 해석 방법들을 보여준다.   그림 2. wave6가 제공하는 소음진동 해석 방법  

음향 해석을 위한 Wave6 그동안 여러 산업군에서 소음진동 현상과 관련된 문제는 다루기 어려운 난제 중 하나였다. 그 중 진동의 경우 유한요소해석 소프트웨어를 이용하여 많은 연구가 진행되었으나, 소음 문제의 경우 높은 주파수 특성으로 인해 해석 비용의 증가 및 다양한 소음원(구조, 유동, 전자기력, 시스템 공진)들로 인해 예측하기 어려운 특징을 가지고 있다. 이런 다양한 음향문제들을 해결하기 위해 다쏘시스템에서는 음향 해석 전문 소프트웨어인 Wave6(웨이브식스)를 인수하였다. 이번 호에서는 시뮬리아 포트폴리오로 새롭게 추가된 Wave6에 대하여 소개하고 적용된 다양한 방법들과 사례들에 대해 소개한다. ■ 이대인 | 다쏘시스템코리아의 과장으로 시뮬리아COE(Center Of SIMULIA Excellence) 팀의 솔루션 컨설턴트이다. 한국산업기술대학교 기계설계공학부 및 서울과학기술대학교 대학원 기계설계학과를 졸업했으며, MAHLE KOREA의 NVH 해석 엔지니어를 거쳤다.이메일 | daein.lee@3ds.com홈페이지 | www.3ds.com/ko 소음진동 해석이 필요한 이유전체 산업에서 소음진동관련 이슈는 특정 산업군에 국한되지 않고 다양한 형태로 발생된다.<그림 1>과 같이 소음 이슈를 3가지로 분류하여 보았다.먼저 특정 공간 안에서 발생하는 소음의 예를 들어보면, 자동차 또는 기차, 비행기와 같이 내부에 사람이 탑승할 때 탑승객들이 느끼는 소음이 있을 것이다. 또한 최근 많은 이슈가 되고 있는 아파트 층간 소음 문제 또한 이러한 내부 소음 문제라고 할 수 있다. 두 번째는 음원에 의해 소음이 방사되는 방사 소음이다. 마찬가지로 여러 산업군에서 적용되지만 자동차의 경우 대표적으로 Pass-by-noise가 있다. 세 번째 Failure는 주로 폭발음 및 기능 이상으로 인한 불안정 상태의 소음이다.따라서 소음의 발생에는 다양한 원인과 다양한 전달 유형이 있기 때문에 이러한 현상들을 해석을 통해 예측하여 예방하여야 한다.   그림 1. 다양한 소음진동 현상들