CONTENTS Flow noise prediction test and numerical validation for clothes dryer fan systems considering the effect of heat exchangers ································································································ Wonick Choi, Jinho Choi, and Cheolung Cheong303 Development of a high-performance and low-noise heating, ventilation, and air conditioning plug fan through airfoil optimization ·················································································································· Donggyu Yun and Cheolung Cheong312 Phase shift beamformer with broadband frequency invariant null steering ···························································· Kyung-won Lee, Ji-hyun Lee, Dan-bi Ou, Hyung-in Ra, and Ki-man Kim320 Improvement of vibration transmission path and noise reduction of refrigerator water pump using Taguchi method ···························································································································· Woo-Jin Lee and Won-Jin Kim331 Salient chromagram extraction by using temporal smoothing and soft decision for cover song identification ························································································································································· Jin Soo Seo338 ■ Special Issue on Underwater Sound Underwater target scattering model with multipath effects ······················································································································································ Keunhwa Lee347 Fluctuation of arrival angle of mid-frequency acoustic propagation affected by sea ice measured using vertical line array at medium range in the Arctic Ocean during KAMAS-24 ········· Joung-Soo Park, Su-Uk Son, Jungyong Park, Dae Hyeok Lee, Woo Shik Kim, Ho-Seuk Bae, Hansoo Kim, ·································Young Geul Yoon, Sungho Cho, Donhyug Kang, and Wuju Son354 Impedance matching circuit design for maximum power transfer in Janus Helmholtz transducers ···································································· Yoonsang Jeong, Kibae Lee, Hyun Hee Yim, and Chong Hyun Lee366 A study on spreading factor selection criteria for code division multiple access method on the underwater communications ········································································· Ye-gwon Hong, Ji-won Jung, Jun-ho Kim, and Byoung-sun Ahn374 Doppler shift frequency estimation using single chirp and continuous wave replica ··············································································· Dan-bi Ou, Ki-man Kim, Jun-ho Kim, and Byoung-sun Ahn384 Performance comparisons of matched field processing and machine learning-based source range estimation under mismatch conditions ································································································ Soyeon Park, Geunhwan Kim, and Gihoon Byun392 Matched-field processing using phase compensation to correct array tilt mismatch ··································································································· YuJin Lee, Donghyeon Kim, and Gihoon Byun407 Localization of multiple uncorrelated sources using matched field processing with multiple tilt constraints ····················································································································· Donghyeon Kim and Gihoon Byun416 ▪Society News and Information ······················································································································ i 본 사업은 기획재정부의 복권기금 및 과학기술정보통신부의 과학기술진흥 기금으로 추진되어 사회적 가치 실현과 국가 과학기술 발전에 기여합니다. THE ACOUSTICAL SOCIETY OF KOREA Vol.44, No.4July 2025한국음향학회지 제44권 제4호 pp. 303～311 (2025) The Journal of the Acoustical Society of Korea Vol.44, No.4 (2025) https://doi.org/10.7776/ASK.2025.44.4.303 pISSN : 1225-4428 eISSN : 2287-3775 †Corresponding author: Cheolung Cheong (ccheong@pusan.ac.kr) School of Mechanical Engineering, Pusan National University, 2, Busandaehak-ro 63beon-gil, Geumjeong-gu, Busan 46241, Republic of Korea (Tel: 82-51-510-2311, Fax: 82-51-514-7640) Copyrightⓒ 2025 The Acoustical Society of Korea. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 열교환기 영향을 고려한 의류건조기 팬 시스템의 유동 소음 예측 시험 및 해석 검증 Flow noise prediction test and numerical validation for clothes dryer fan systems considering the effect of heat exchangers 최원익, 1,2 최진호, 2 정철웅 1† (Wonick Choi, 1,2 Jinho Choi, 2 and Cheolung Cheong 1 † ) 1 부산대학교 기계공학부, 2 LG전자 (Received May 9, 2025; revised June 13, 2025; accepted June 25, 2025) 초 록: 본 연구는 열교환기의 영향을 고려하여 의류 건조기 팬 시스템의 유량 및 유동 소음을 예측할 수 있는 실험적 기법을 개발하고, 그 타당성을 수치해석을 통해 이론적으로 검증하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 팬과 스크롤로 구 성된 단품 시스템과, 열교환기 및 유로 형상을 포함한 모듈 시스템을 각각 구축하고, 제품과 동일한 운전 조건에서 유동 소음을 측정하였다. 실험은 AMCA 210-16 및 IEC 60704-2-6 표준을 반영하여 설계된 무향 팬 성능시험기를 활용하 여 수행하였으며, 실제 제품과의 소음 특성 비교를 통해 시스템 정합도를 확인하였다. 전산 유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)과 전산공력음향학(Computational AeroAcoustics, CAA)을 결합한 복합 수치해석 기법을 적 용하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 예측 방법의 신뢰성을 검토하였다. 그 결과, 열교환기를 포함한 모듈 시스템은 실제 제품과 유사한 유동 조건과 소음 스펙트럼을 재현하여 높은 정합도를 보였으며, 제안된 시험법은 팬 형상에 따른 유동 소음 특성의 차이를 효과적으로 분석할 수 있음을 입증하였다. 또한 열교환기 후류에서 발생하는 볼텍스 셰딩과 난류 에너지 집중 현상이 광대역 소음에 미치는 영향을 규명함으로써, 광대역 소음 발생의 주요 유동 원인을 이론적으로 규명하였다. 핵심용어: 의류 건조기, 팬 스크롤 시스템, 열교환기, 유동 소음, 전산유체역학 ABSTRACT: In this paper, an experimental methodology for predicting the airflow and flow-induced noise of a clothes dryer fan system is proposed, with specific consideration of the effects of a heat exchanger. The feasibility of this method is validated through numerical simulations. To achieve this, both a fan-scroll unit system and a module system incorporating a heat exchanger and duct geometry were constructed, and flow noise measurements were conducted under operating conditions identical to the actual product. The experiments were carried out using an anechoic fan performance test apparatus designed in accordance with AMCA 210-16 and IEC 60704-2-6 standards, and results were compared with those of the product to assess agreement. Numerical analysis was performed by integrating Computational Fluid Dynamics (CFD) and Computational Aeroacoustics (CAA), and the accuracy of the prediction was evaluated through comparison with experimental results. As a result, the module system, which includes the heat exchanger, demonstrated high consistency with the product in both flow and acoustic characteristics. The proposed method effectively captured flow-induced noise differences across various fan geometries. Additionally, vortex shedding and turbulent energy concentration observed in the heat exchanger wake contributed significantly to broadband noise, clarifying key flow mechanisms behind broadband noise generation. Keywords: Clothes dryer, Fan-scroll system, Heat exchanger, Flow-induced noise, Computational Fluid Dynamics (CFD) PACS numbers: 43.28.Ra, 43.28.Py 303최원익, 최진호, 정철웅 한국음향학회지 제 44 권 제 4 호 (2025) 304 I. 서 론 팬 시스템은 가전제품 내에서 유동 순환과 열 교 환을 담당하는 핵심 장치인 동시에, 주요 소음원으 로 작용한다. 특히 의류 건조기에서는 팬 시스템이 공기 흐름을 유도하는 중심 부품으로서, 제품의 전 반적인 성능과 소음 특성에도 직접적인 영향을 미 친다. 이에 따라 제품 개발 초기 단계에서 팬의 유량 성능 및 유동 소음을 평가할 수 있는 해석 및 시험 기 법의 중요성이 점차 대두되고 있다. 이러한 기술적 요구를 반영하여, 팬 시스템의 유동 성능 향상과 소 음 저감을 위한 다양한 연구들이 활발히 수행되어 왔다. Choi et al. [1] 은 의류 건조기 내 원심팬 시스템을 대 상으로 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)과 전산공력음향학(Computational Aero Acoustics, CAA)을 결합한 복합 해석기법을 통해 유동 소음을 예측하였다. Jung et al. [2] 은 냉장고 냉동실 냉기 순환 용 후향익 원심팬 시스템을 대상으로 유량 및 소음 성능을 예측하기 위한 가상 팬 테스터를 수치적으 로 모사하였다. 또한 원심팬 날개 형상을 최적화 설 계하기 위해 반응표면기법을 활용하였으며 유량이 최적화되는 입구 각 및 출구 각을 도출하였다. Ryu et al. [3] 은 에어컨 실외기 축류팬을 대상으로 2D 캐스케 이드 기법을 통해 성능 향상 연구를 수행하였다. Neise [4] 은 팬 외경과 Cut-off 간 거리에 따른 소음 관 계를 실험적으로 분석하였다. 기존의 선행 연구들 은 팬 시스템을 대상으로 전산유체역학 및 전산공 력음향학을 활용하여 유동 및 소음 성능을 분석하 고 이를 개선한 사례로 분류된다. 그러나 대부분의 연구가 팬 스크롤 단품을 기준으로 수행되어, 실제 유로 내 주요 유동 저항체인 열교환기의 영향을 충 분히 반영하지 못하였고, 이로 인해 제품 수준에서 의 소음 성능 예측에 있어 정확도에 한계를 보이는 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하고자, 실제 제품과 유사한 열교환기 및 유로 형상을 포함하는 팬 스크롤 모듈 시스템을 구성하고, 다양한 팬 형상 을 동일 조건에서 비교할 수 있는 무향 팬 시험 기반 의 실험 기법을 제안한다. 이를 통해 개발 초기 단계 에서 팬 형상에 따른 소음 특성의 상대적 차이를 평 가하고, 고유량·저소음 특성을 지닌 최적의 팬 형 상을 선별할 수 있는 기반을 마련하고자 한다. 또한, 단품 시스템과 모듈 시스템 간 소음 특성 차이를 비 교할 수 있는 실험법을 제시하고, 그 원인을 수치해 석을 통해 이론적으로 규명한다. II. 연구 방법 2.1 유량 성능 시험 본 연구에서는 팬 시스템의 유량 성능을 분석하기 위해 팬 성능 시험기 장비를 이용한다. 국제 표준 기 구인 AMCA 210-16 [5] 규격에 따라 설계되었으며 유 량 측정 범위는 0 CMM ~ 30 CMM, 4개의 노즐을 사용 하며, 측정 정압 범위는 0 mmAq ~ 150 mmAq 수준이 다. 정압 측정 방식은 흡입 모드를 이용하여 측정하 며 팬 성능 곡선인 P-Q 곡선을 도출할 수 있는 장비 이다. 자세한 성능 지표는 아래 Table 1에 도시한다. 2.2 소음 성능 시험 본 연구에서는 팬 시스템의 유동 소음 성능을 측정 하기 위해 반무향실 시설을 이용한다. 반무향실은 가로, 세로, 높이 5.2 m × 5.2 m × 4 m의 크기로 팬 스크 롤 단품 및 모듈 시스템의 토출부에서의 후류를 충 분히 소산할 수 있는 충분한 크기를 가진다. 해당 반 Table 1. Fan performance tester. ItemSpecification StandardAMCA 210-16 Flow measure range [CMM]0 ~ 30 Static pressure range [mmAq]0 ~ 150 Nozzle diameter [mm]45 mm, 55 mm, 70 mm, 100 mm Measure modeSupply mode Table 2. Signal processing setup for noise test. ItemSpecification StandardIEC 60704-2-6 Sampling rate [Hz]10,240 Window functionHanning Signal processing equipmentSiemens testlab WeightingA-Weighting열교환기 영향을 고려한 의류건조기 팬 시스템의 유동 소음 예측 시험 및 해석 검증 The Journal of the Acoustical Society of Korea Vol.44, No.4 (2025) 305 무향실의 배경소음은 20 dB 이하이며, 0 Hz ~ 10,240 Hz 대역의 주파수 범위를 분석한다. 마이크로폰 위 치는 국제 표준 규격 IEC 60704-2-6 [6] 에 의거하여 6개 의 마이크로폰으로 직육면체를 구성하여 면적에 대 한 음향파워레벨을 측정한다. 상세 신호처리 기법 은 Table 2에 도시한다. 2.3 무향 팬 성능시험기 본 시험기는 팬 시스템의 유량 성능을 측정하는 팬 성능시험기와 소음 성능을 측정하는 반 무향실 을 하나의 통합된 시스템으로 구성한 장비이다. 유 량 측정실과 반무향실을 연결하는 덕트 시스템은 AMCA 210-16 [5] 규격을 준수하여 직경 300 mm, 길이 3 m의 제원을 가지며, Fig. 1에 도시하였다. 또한, 반 무향실과 연결된 전체 시험기의 설치 레이아웃은 Fig. 2에 나타내었다. 또한 팬 성능시험기와 반 무향 실은 각각 독립적으로도 운용이 가능하다. 2.4 수치 해석적 방법 본 절에서는 원심팬시스템의 유동 소음을 정밀하 게 예측하기 위하여 전산유체역학과 전산공력음향 학을 연계한 복합 수치해석을 수행하였다. 해석 프 로그램으로 ANSYS Fluent v23을 사용하였으며, 지배 방정식으로는 비압축성 Reynolds Averaged Navier- Stokes(RANS) 방정식을 이용하였으며 Eqs. (1)과 (2) 에 도시하였다. (1) ′ ′ (2) 난류 해석에는 벽면 근처에서 정확한 예측이 가 능한 k-ω 모델과 자유 유동 영역에서 적합한 k-ε 모 델을 혼합한 Shear Stress Transport(SST) k-ω 모델을 채택하였다. 벽면 근처에서는 k-ω 모델, 자유 유동 영역에서는 k-ε 모델을 적용하는 혼합형 방식으로 구성되며, 벽 함수 없이도 복잡한 난류 구조를 정밀 하게 예측할 수 있는 장점이 있다. 특히, 역압력 구 배로 인한 박리나 임펠러 블레이드 인근의 난류 구 조 예측에 우수한 성능을 보이는 것으로 선행 연구 되었다. [7] 유동 소음 예측을 위해 FfowcsWilliams & Hawkings(FW-H) 방정식을 적용하였다. 본 연구에서 대상 팬의 날개 끝단 속도를 고려한 마하수는 약 0.07 수준으로, 이는 일반적으로 난류에 의한 유동 소음 영향도가 낮은 저속 유동 영역(Ma < 0.3)에 해당한다. 이에 따라 FW-H 방정식 적용 시 난 류 소음에 주로 기여하는 사중극자 항은 제외하였 으며, 수정된 형태의 방정식은 Eq. (3)에 제시하였다. 또한, 상용 해석 소프트웨어인 ANSYS Fluent v23 역 시 기본적으로 사중극자 항을 제외한 형태의 FW-H 방정식을 제공하고 있다. · (3) Fig. 3은 본 연구에서 수행된 팬 시스템의 소음 해 석을 위한 수치 모델링 형상을 제시한 것이다. (a)에 는 팬과 스크롤로 구성된 단품 시스템과, 열교환기 Fig. 1. Fan performance tester. Fig. 2. (Color available online) Anechoic fan tester lay out.최원익, 최진호, 정철웅 한국음향학회지 제 44 권 제 4 호 (2025) 306 및 유로 구조를 포함한 모듈 시스템의 형상이 각각 도시되어 있으며, 이를 통해 팬 형상 및 유로 구성에 따른 유동장 및 소음 특성을 비교 분석할 수 있도록 설계되었다. (b)는 FW-H 방정식을 적용하기 위한 음 향 적분 면을 나타내며, 본 연구에서는 팬 및 열교환 기 외곽을 둘러싸는 형태로 음향 표면을 설정하여 시간 영역에서의 압력 데이터를 기반으로 음향 신 호를 추출하였다. Fig. 4는 3차원 수치해석 도메인을 도시하였다. 해 석의 신뢰성을 확보하기 위해 실험에서 운용된 팬 의 유량 조건을 기반으로 입구 경계에는 Inlet velocity 와 출구 경계에는 Outlet static pressure로 조건을 적용 하였다. 도메인의 크기는 팬 중심으로부터 입·출구 방향 모두 15D 이상의 유동 거리를 확보하여, 난류 발달 및 다운스트림 영역에서의 와류 생성과 에너 지 소산이 충분히 반영될 수 있도록 구성하였다. 격 자는 약 2,800만 개의 사면체 격자로 구성되었으며, Nyquist 주파수를 고려한 해상도를 확보하기 위해 Sampling rate의 1/20 수준인 0 Hz ~ 500 Hz의 주요 유 동 소음을 포착할 수 있도록 공간 격자 크기를 설정 하였다. 이러한 격자 설정은 저주파 중심의 광대역 소음 특성을 분석하는 데 적절하도록 설계되었다. 2.5 연구 대상 앞서 제시한 실험 및 수치 해석 기반 예측 기법의 타당성을 검증하고자, 본 연구에서는 실제 팬 시스 템을 대상으로 유동 소음을 분석하였다. 분석 대상 은 의류 건조기 제품, 팬 스크롤 단품, 팬 스크롤 모듈 의 세 가지 구성으로 구분하였으며, 이를 통해 다양 한 조건에서 예측 기법 적용 가능성을 평가하였다. 유동 소음의 경향성을 보다 정밀하게 파악하기 위 해, 동일 직경 원심팬을 기준으로 입구각과 출구각 을 변수로 설정한 총 8종의 팬을 제작하여 실험에 적 용하였다. 각 팬의 형상은 캠버 라인 중심 기준으로 (a) Fan-scroll Unit and module system (b) Surface noise source of FW-H equation Fig. 3. (Color available online) Fan system confi- guration and FW-H noise source surface. Fig. 4. (Color available online) 3D CFD Compu- tational domain. Fig. 5. Definition of inlet angle and outlet angle for optimization factor. Table 3. Blade inlet (β₁) and outlet (β₂) angles for fan cases. MarkNumber of case [°] [°] ○Case 161151 □Case 286161 △Case 386141 ◇Case 426151 +Case 536161 ★Case 661137 ✕Case 761165 ⬢Case 836141열교환기 영향을 고려한 의류건조기 팬 시스템의 유동 소음 예측 시험 및 해석 검증 The Journal of the Acoustical Society of Korea Vol.44, No.4 (2025) 307 정의된 캠버 앵글을 기반으로 설계되었으며, 특정 에어포일이 아닌 대칭 두께 구조를 채택하였다. 해 당 형상에 대한 정보는 Fig. 5와 Table 3에 도시하였 다. 이러한 구성은 다양한 유동 조건을 재현하고, 팬 형상에 따른 유동 소음의 변화를 계통적으로 분석 하는 데 목적이 있다. III. 시험 및 수치해석 3.1 유동 및 소음 시험 결과 의류건조기 시스템의 유동소음 특성을 비교·분 석하기 위하여, 5.0 CMM의 동일 유량 조건에서 실험 을 수행하였다. 의류건조기 제품, 팬 스크롤 단품, 모 듈 시스템에 연구 대상인 8종의 팬을 각각 적용하였 으며, 각 시스템의 유동소음을 측정하고 실험군 간 상관성을 평가하였다. 먼저, 제품과 팬 스크롤 단품 시스템 간의 유동 소 음 결과를 Fig. 6에 제시하였다. 팬 스크롤 단품 실험 에 적용된 다양한 팬 사례의 측정 결과는 실제 의류 건조기 제품 소음과 상관관계를 보였으며, 이는 팬 스크롤 단품 실험이 제품의 유동 소음 특성과 일정 수준의 경향성을 나타낸다. 다만, Case 7의 경우 단품 의 소음이 실제 제품보다 더 높게 나타났다. 해당 현상이 발생하는 원인을 파악하기 위해 스펙 트럼 분석은 Fig. 7에 도시하였다. 팬 스크롤 단품 시 스템에서는 0 Hz ~ 500 Hz 영역에서 팬 및 모터 소음 의 톤(Tonal) 성분이 나타나며, 제품에서는 흡,차음 효과로 인해 이러한 성분이 제거된다. 따라서 팬 스 크롤 단품 실험은 광대역 소음보다는 저주파 톤 성 분의 영향이 과대 평가되는 경향을 확인하였다. 또 한, 두 시스템에서 팬의 고유 주파수 특성인 날개통 과 주파수(Blade Pass Frequency, BPF) 성분이 명확히 관측되는 것을 확인할 수 있다. 다음으로 제품과 팬 스크롤 모듈 시스템 간 유동 소음 비교 결과는 Fig. 8에 도시하였다. 모듈 시스템 의 유동 소음 특성은 제품과 높은 일치도를 나타내 었으며 단품 시스템 대비 우수한 예측 신뢰도를 나 타내었다. 이는 모듈 시스템이 제품과 유사한 유동 경로 및 구조적 특성을 반영함으로써 유사한 소음 특성을 나타낸 것으로 분석된다. 제품과 팬 스크롤 모듈 간의 소음 스펙트럼 비교 는 Fig. 9에 도시 하였다. 팬 스크롤 모듈 시스템은 저 주파 하모닉 성분보다 광대역 소음이 우세하게 나 타났으며 이는 모듈 시스템이 제품의 구조적 특성 을 잘 반영하여 전체 유동 소음 특성을 제품과 유사 하게 있게 예측할 수 있다고 판단된다. Fig. 6. (Color available online) Comparison of flow noise levels between the fan-scroll unit system and the clothes dryer. Fig. 7. (Color available online) Flow noise cha- racteristics of fan-scroll unit and Clothes dryer in the 0 Hz ~ 500 Hz frequency range (Case 7). Fig. 8. (Color available online) Comparison of flow noise levels between the fan-scroll module system and the clothes dryer.최원익, 최진호, 정철웅 한국음향학회지 제 44 권 제 4 호 (2025) 308 3.2 수치 해석 결과 본 절에서의 수치 도메인은 팬 스크롤 단품 시스 템과 열교환기를 포함한 팬 스크롤 모듈 시스템을 대상으로 설정하였으며, 각 해석 결과는 실험 데이 터를 기준으로 검증하였다. 이러한 결과를 바탕으 로, 유동장 내 구조적 차이에 따른 소음 특성의 원인 을 수치해석을 통해 이론적으로 분석하고자 한다. 먼저, 팬 스크롤 단품 시스템에 대한 해석 결과는 Fig. 10에 도시되어 있으며, 특히 Case 7의 경우 실험 결과와 동일하게 유동 소음이 높게 예측되어 정합 도가 높은 경향을 보였다. Fig. 11에 도시된 스펙트럼 분석 결과에 따르면, 수 치해석은 실험에 비해 전체 광대역 소음 레벨을 전 반적으로 낮게 예측하는 경향을 보였으며, 반대로 BPF 하모닉 성분은 실험 대비 과도하게 예측되는 현 상이 나타났다. 이러한 차이는 팬이 이상적인 조건 에서 불균형 없이 회전하는 것으로 모사하므로 회 전 주파수 성분이 실험보다 뚜렷하게 표현되며, 또 한 FW-H 방정식은 경계면에서 음향 투과 특성을 지 니고 있으므로 차음 효과를 고려하지 않기 때문에 해석이 실험에 비해 과대 예측되었다. 반면, Fig. 12는 모듈 시스템에 대한 실험 및 수치 해석 결과를 비교한 것이다. 모듈 시스템에 적용된 팬들의 유동 소음 경향성은 R 2 = 0.8086 수준의 상관 계수를 나타냈으며, 팬 스크롤 모듈의 소음 실험 특 성과의 정합도가 높게 분석되었다. Fig. 13에 도시된 소음 스펙트럼 비교 결과에서는 수치해석과 실험 간의 전반적인 광대역 소음 분포 가 유사한 형태를 보였으며, 주파수 전 구간에서 일 관된 경향성을 나타내어 해당 수치해석 기법이 유 동 소음 예측에 일정 수준의 신뢰성을 갖는 것으로 판단된다. 또한, Fig. 12와 마찬가지로 BPF 하모닉 성 분에서는 수치해석 결과가 실험에 비해 과대 예측 되는 특성이 반복적으로 관찰되었다. Fig. 9. (Color available online) Comparison of flow noise spectra between the fan-scroll module system and the clothes dryer (Case 7). Fig. 10. (Color available online) Comparison of experimental and numerical flow noise levels for the fan-scroll unit system. Fig. 11. (Color available online) Comparison of ex- perimental and numerical flow noise characteristics of fan-scroll unit and clothes dryer (Case 7). Fig. 12. (Color available online) Comparison of experimental and numerical flow noise levels for the fan-scroll module system.열교환기 영향을 고려한 의류건조기 팬 시스템의 유동 소음 예측 시험 및 해석 검증 The Journal of the Acoustical Society of Korea Vol.44, No.4 (2025) 309 팬 스크롤 모듈 시스템에서 발생하는 주요 소음의 발생 위치는 팬 표면 압력분포 해석을 통해 확인할 수 있다. Fan 출구부 및 스크롤 Cut-off 영역의 압력장 은 Fig. 14에 도시하였다. 해당 영역에서는 압력장이 급격히 변화하는 양상이 나타났으며, 특히 Cut-off 영역에서는 팬 블레이드의 끝단에서 형성된 고압 유동과 스크롤 벽면에서 반사된 유동이 상호 충돌하 면서 강한 국부 압력 섭동이 발생함을 확인하였다. Fig. 15에 도시된 열교환기 배관 후면 영역은 팬 회 전 방향 기준으로 팬 입구에 해당하며, 유속 감소와 압력 상승이 뚜렷하게 관찰된다. 이는 팬 흡입에 의 해 유체가 정체되며 발생하는 압력 회복 현상으로, 정상적인 운전 조건에서 자연스럽게 발생하는 유 동 특성이다. 이로 인해 형성된 정체 유동 영역에서 는 와류가 생성되고, 특히 유로 비대칭이나 배관 형 상에 따라 볼텍스 셰딩이 발생한다. 해당 현상은 주 기적인 와류 방출 및 국소 압력 섭동을 유도하며, 이 는 광대역 유동 소음의 주요 기인으로 작용한다. 특 히 열교환기 후류에서 형성되는 불안정한 와류 구 조는 카르만 와류열(Kármán vortex street)과 유사한 특성을 가지며, 이는 팬 로터에 작용하는 유동장의 비정상성을 증대시켜 광대역 소음을 유의미하게 증 가시킨다고 발표 되었다. [8] Fig. 16의 난류 운동 에너지(Turbulent Kinetic Energy, TKE)분포 결과에서도 이와 같은 난류 강도 증가 양 상이 뚜렷하게 나타나며, 와류 집중 구간에서의 에 너지 소산이 활발하게 발생함으로써 국소적인 압력 Fig. 13. (Color available online) Comparison of experimental and numerical flow noise spectra of the fan-scroll module system and the clothes dryer (Case 7). Fig. 14. (Color available online) Pressure distribution around the fan-scroll system. Fig. 15. (Color available online) Flow field and velocity distribution around the heat exchanger. Fig. 16. (Color available online) Turbulence Kinetic Energy distribution around the heat exchanger. (a) Evaporator (b) Condenser5 Fig. 17. (Color available online) Comparison of tur- bulence kinetic energy contours between (a) eva- porator and (b) condenser in the wake region.Next >