Transmitted Noise Reduction Performance of Piezoelectric Single Panel through Piezo-damping

압전감쇠를 통한 압전단일패널의 전달 소음저감성능

The possibility of a noise reduction of piezoelectric single Panels is experimentally studied. Piezoelectric single panel is basically a plate structure on which piezoelectric patch with shunt circuit is mounted. The use of piezoelectric shunt damping can reduce the transmission at resonance frequencies of the panel structure. Piezo-damping is implemented by using a newly proposed tuning method. This method is based on electrical impedance model and maximizing the dissipated energy at the shunt circuit. By measuring the electrical impedance at the piezoelectric patch bonded on a structure, an equivalent electrical model is constructed near the system resonance frequency. Resonant shunt circuit for piezoelectric shunt damping is composed of register and inductor in series, and they are determined by maximizing the dissipated energy throughout the circuit. The transmitted noise reduction performance of single Panel is tested on an acoustic tunnel. The tunnel is a tube with a square cross section and a loud speaker is mounted at one side of the tube as a sound source. Panels are mounted in the middle of the tunnel and the transmitted sound pressure across Panels is measured. By enabling the piezoelectric shunt damping noise reduction is achieved at the resonance frequencies as well. Piezoelectric single panel with piezoelectric shunt damping is a promising technology for noise reduction in a broadband frequency.

저주파공진에서의 소음저감을 위한 압전단일패널에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 압전단일패널은 압전재료를 평판 구조물에 부착하고, 션트회로를 압전재료에 연결한 구조물이다. 구조물의 저주파공진에서의 전달 소음저감을 위하여 압전감쇠를 이용하였다. 압전감쇠의 파라메터 튜닝은 제안한 새로운 방법을 적용하였다. 이 방법은 전기적 임피던스모델을 기초로 하여 공진회로에서 에너지 소산이 최대가 되도록 하는 방법으로 구조물에 부착된 압전재료에서 전기적 임피던스를 측정하여 시스템의 공진주파수 근처에서 등가 전기 회로를 구성하였다. 압전감쇠를 위한 공진션트 회로는 직렬로 연결된 저항과 인덕터로 구성되었으며, 저항과 인덕터는 회로에서 소산되는 에너지가 최대가 될 수 있는 값으로 최적설계 하였다. 압전단일패널의 전달 소음저감성능은 음향터널을 이용하여 실험을 수행하였다. 음향터널은 사각단면이며 소음 원으로 터널의 한 쪽 끝에 스피커가 설치되었다. 패널은 터널의 중앙에 설치하여 투과 음압을 측정하였다. 압전감쇠를 통하여, 공진주파수에서의 좋은 소음 저감을 얻었다. 압전감쇠를 이용한 압전단일패널은 간단하고 경계적인 측면에서 소음 저감을 위한 유망한 기술이다.