엔지니어링

ENGINEERING SERVICE
소음 및 진동 시뮬레이션, 선박/플랜트에 대한 계측 및 대책

  • 선박 진동은 추진 시스템 및 파도 등으로부터 유발되는 기진력으로 인해 발생하며, 건조 사양에 명시된 진동 기준치를 초과하는 과도 진동 응답은 승무원의 근무 피로도 증가 및 주요 부재의 피로 파괴를 일으키기 쉽습니다. 이와 같은 과도 진동 현상은 구조 보강 등의 방진 대책 수립을 통하여 해결할 수 있으나, 부적절한 구조 보강으로 인하여 진동 응답의 크기가 조치 전에 비해 오히려 증가하는 경우도 발생할 수 있습니다.
  • 따라서, 효율적인 저진동 선박 건조를 위해서는 설계 단계에서 사전에 대상 선박의 진동 특성을 파악하여 과도 진동 응답이 예상되는 경우에는 건조 기간 및 소요 비용 등을 고려한 최적의 방진 대책을 수립하는 것이 매우 중요합니다.
  • 선박 소음은 추진시스템과 각종 기기류에서 발생하는 소음이 공기로 전파되는 공기 전달음과 이들 기기류에서 발생한 진동이 선박 구조르르 타고 전달되는 고체 전달음으로 구분할 수 있습니다. 공기 전달음은 소음원실 또는 갑판에서 발생한 소음이 인접 격벽을 투과하여 격실로 전달될 수 있으며, 냉난방 공급 장치에서 발생되는 소음이 덕트를 통하여 격실 내부로 직접 전파될 수 있습니다. 또한 갑판 상에 설치되는 연돌 및 각종 팬류는 bridge wing부와 같은 선박 옥외 구역에 공기 전파 경로를 통하여 주요 소음원으로 작용합니다.
  • 고체 전달음은 프로펠러 및 기기류로부터 유발되는 진동이 선박 구조를 통해 격실로 전달되어 격실내 벽면에서 방사되는 것이 일반적이며, 함정 또는 석유시추선과 같은 특수선의 경우, 함포 사격 또는 시추 작업 등으로 인해 유발되는 진동 현상도 격실 내외 소음을 유발합니다.
  • 선박 건조 후에 발견되는 과도 소음 문제는 이를 해결하기 위한 방음 조치에 막대한 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라, 선박 인도 시기 지연 및 선체 중량 증가 등과 같은 부가적인 문제를 야기합니다. 따라서, 설계 단계에서 대상선의 주요 구역별 소음 수준을 예측/평가하여 추가적인 방음 조치가 필요할 경우, 과도 소음의 원인을 파악하여 가장 경제적이고 효율적인 방안을 마련해야 합니다.
  • 당사는 2000년도부터 한국, 중국, 일본의 주요 조선소 및 선박 설계 회사의 선박/해양 구조물의 소음, 진동을 평가하고 완화하기 위한 엔지니어링 컨설팅을 성공적으로 수행하고 있습니다. 자체 개발 시뮬레이션 기술 및 현장 경험을 바탕으로 초기 설계 단계부터 해상 시운전까지 다음과 같은 컨설팅 서비스를 제공합니다.
  • 항목 초기 설계 단계 상세 설계 단계 건조 단계 시운전
    진동 ▪ 선종 및 평가기준 등과 같은 기본 정보 검토
    ▪ 고유 진동수 추정 경험식
    ▪ 진동원 추정
    ▪ 권고사항
    ▪ 수치 모델링
    ▪ 국부/전선 진동 분석(FEM 및 기타)
    ▪ 평가
    ▪ 필요한 경우 방진 대책 수립 후 재해석 실시
    ▪ 주요 진동원에 대한 FAT
    ▪ 구조 테스트
    ▪ 필요한 경우 대책
    ▪ 진동 측정
    ▪ 문제가 있을 경우 원인 확인
    ▪ 필요한 경우 최적의 대책
    선내 소음
    수중방사소음
    ▪ 선종 및 평가기준 등과 같은 기본 정보 검토
    ▪ 소음원 추정
    ▪ 예상 소스 레벨
    ▪ 권고사항
    ▪ 수치 모델링 (구조, HVAC, 기초 등)
    ▪ 기초 임피던스 분석
    ▪ 공기음, 고체음, HVAC 소음 분석
    ▪ 필요한 경우 방음 대책 수립 후 재해석 실시
    ▪ 주요 소음원에 대한 FAT
    ▪ 구조물 및 부품의 음향 성능 측정
    ▪ 예상치와 측정치 비교
    ▪ 필요한 경우 대책
    ▪ 선내 소음 및 수중방사소음 측정
    ▪ 문제가 있을 경우 원인 확인
    ▪ 필요한 경우 최적의 대책
  • 소음, 진동에 대한 모든 모델링 및 시뮬레이션은 범용 시뮬레이션 S/W 뿐만 아니라 다음과 같은 고급 기법을 활용하여
    자체 개발한 S/W를 사용하여 정확하고 정밀한 방법으로 수행합니다.
  • 항목 해석 기법
    진동 ▪ 선체 거더 고유 진동수에 대한 경험식 (개념 설계 단계)
    ▪ Beam 유추 해석 : 선체 거더 고유 진동 (초기 설계 단계)
    ▪ 전선 진동 : 유한요소법 (고유 진동/ 강제 진동 해석)
    ▪ 국부 진동 : 유한요소법, 모드가정법
    ▪ 최적의 구조 변경 : 유한요소법 (구조 강도 해석)
    선내 소음& 수중 방사 소음 ▪ 실내 공기음 : 확산음장이론, 삼각형 빔 추적법
    ▪ 실외 공기음 : ISO 9613-2, 확산음장이론
    ▪ 고체음 : 통계적 에너지 분석법 (SEA)
    ▪ HVAC 소음 : NEBB (USA) 기법
    ▪ 장비 받침대 임피던스 : 유한요소법
    ▪ 수중방사소음 : 유한요소법, 통계적 에너지 분석법, 전달함수법
  • 또한 당사는 다채널의 소음, 진동 신호를 측정하고 분석하기 위해 거의 모든 종류의 장비를 보유하고 있습니다.
    실제 응답을 확인하고, 문제가 되는 원인을 식별하여 최적의 대응책을 제공하기 위해 활용됩니다.
  • 장비 용도 품명 수량
    B&K PULSE Signal Analyzer Platform 실시간 신호 측정 및 저장 신호 분석 16Ch.B&K PULSE 3560D 1
    12Ch. B&K PULSE 3053-B-120 1
    4Ch. Bamp;&K PULSE 3560C 1
    2Ch. B&K 2144 1
    2Ch. B&K 3550 1
    Portable Dynamic Signal Analyzer(4 Channel) FFT 스펙트럼 분석, 주파수 성분 분석, 옥타브 스펙트럼분석 및 데이터 기록 BENSTONE Impaq Elite 2
    Sound Level Meter 휴대용 음향 분석기 B&K2250 1
    B&K2260 1
    Vibration Exciter 고유 진동 B&K4808/4812 2
    Tapping Machine 충격음 발생기 B&K3207 1
    Impulse Sledge Hammer 모달 및 구조 해석 (충격 하중을 가지는 구조물 진동 해머) Low range frequency / DYTRAN 5803A 1
    Middle range frequency / DYTRAN 5802A 1
    High range frequency / DYTRAN 5800B 1
    Omni-Source Loudspeaker 무지향성 음원 B&K4296 1
    Torsional Vibration Measurement System 추진축 비틀림 진동 측정 TorqueTrak10K 1
    Telemetry system 1
    Gap Sensor 비접촉식 측정 AEC 37MS-30 1
    Impedance Tube Kit 재료의 음향 특성 측정 B&K4206 1
    Rotating Microphone Boom 건물 음향 측정 B&K3923 1
    Microphone 음압 측정 B&K4166/4189/4190 12
    Surface Microphone 표면 압력 측정 B&K4949 2
    Hydrophone 수중 방사 소음 발생 및 측정 B&K8104 2
    Accelerometer 진동/충격 측정 DYTRAN 3148D 30
    Endevco 65-100-Y(3-axis) 1
    B&K4397A 2
    B&K4371/4382/4393/ 8000 7
    WILCOXON 731A 1
    Calibration Exciter 가속도계 교정 PCB 699A02 1
    Sound Level Calibrator 소음 측정기 교정 MICROTECH GEFELL 4000 CI 1
    Climate Measuring Instrument 온/습도/부피유속/차압/조도 측정 TESTO480 1
    Humidity/Temp. Monitor 온/습도 측정 MHT-381SD 9
    Illumination Measurement 조도 측정 3423 LUX HITESTER 1
    Digital Clamp MeterInsulation Tester 전류/전압/저항 측정 KYORITRU 2007A SAEHAN SH-2000M 1