[소음진동기술사 제140회 4교시 2번]

4교시 2번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

공장의 작업장과 사무실이 벽체를 사이에 두고 인접해 있다. 작업장에 설치된 장비가 작동하면서 36 Hz의 기계음이 벽체를 통해 사무실 내부로 전파되어 소음이 발생되고 있다. 실내공진이 소음의 원인일 때 이에 해당하는 실내 고유모드를 구하고 저감방안에 대하여 설명하시오.

(단, 사무실의 내부 치수는 L=9.52 m, W=4.76 m, H=3.65 m이며, 작업장-사무실 경계 벽체 이외의 벽면, 바닥, 천장은 강체(Rigid boundary), 실내온도는 25℃로 가정한다.)

소음진동기술사 4교시 2번 그림 1
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답안 구조

  1. 개요
  2. 실내 고유모드 산출
  3. 실내 공진 소음 저감 방안
  4. 결론

용어 정의

실내 고유진동수 (Room Natural Frequency)
특정 밀폐 공간의 기하학적 형상과 치수에 의해 결정되는 음향학적 공진 주파수.
실내 고유모드 (Room Natural Mode)
실내 고유진동수에서 형성되는 정재파의 공간적 음압 분포 형태(축방향, 접선방향, 빗방향 모드).
축방향 모드 (Axial Mode)
서로 마주보는 한 쌍의 평행한 벽면 사이에서만 발생하는 1차원적인 음향 공진 모드.

핵심 내용

  • 실온 음속으로 축방향 모드 주파수를 계산해 36 Hz 근접 모드 탐색
  • L이 W의 두 배라 길이 방향 2차·폭 방향 1차 축모드가 겹치는(축퇴) 공진
  • 음원 대책: 작업장 내 장비의 진동 절연 및 구조음 전달 차단
  • 경로 대책: 경계 벽체의 저주파 투과손실 향상을 위한 구조 보강 및 방음벽 적용
  • 수음점 대책: 튜닝된 저주파 공명기(판진동형, 헬름홀츠 등) 설치를 통한 흡음
  • 수음점 대책: 실내 형상 변경(가벽 설치) 및 정재파 배(Antinode) 위치를 피한 사무 공간 배치

공식: c=331.5+0.6Tc = 331.5 + 0.6T, fnx,ny,nz=c2(nxL)2+(nyW)2+(nzH)2f_{n_x, n_y, n_z} = \frac{c}{2} \sqrt{\left(\frac{n_x}{L}\right)^2 + \left(\frac{n_y}{W}\right)^2 + \left(\frac{n_z}{H}\right)^2}, fnx,0,0=c2Lnxf_{n_x, 0, 0} = \frac{c}{2L} n_x, f0,ny,0=c2Wnyf_{0, n_y, 0} = \frac{c}{2W} n_y

풀이 순서: 실온(T)으로 음속 c 산정 → 직육면체 실 고유진동수 식 제시 → 각 축방향 기본 고유진동수 산정 → 36 Hz에 근접한 차수 조합(n_x, n_y, n_z) 탐색 → 해당 모드(축방향 모드 축퇴) 특정 및 음압 분포 설명

AI 작성 답안 개요 · 검수 전 · 채점기준과 기준답안은 공개되지 않습니다. 참고용 개요입니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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