쉐브론 노즐을 이용한 아음속 제트 유동의 소음 저감에 대한 실험적 연구

Abstract

본 연구는 항공기 소음의 주요 소음원 중 하나로 알려진 제트 유동 소음의 저감에 관한 것으로 쉐브론 노즐을 이용하여 아음속 제트 유동에서 발생하는 소음을 줄이고자 하였다. 기존의 쉐브론 노즐에 대한 연구를 보완하고, 소음 저감 효과가 보다 향상된 쉐브론 노즐을 설계하고자 실험적 연구를 수행하였다. 이를 위하여 쉐브론 노즐의 설계 변수를 선정하고 각 변수들에 대한 매개 변수 연구를 수행하였다. 설계 변수는 쉐브론 개수, 길이, 형상으로 선정하였고, 쉐브론 노즐에 대한 추가 연구로서 쉐브론의 크기 변화에 따른 소음 저감 효과에 대해서도 실험을 수행하였다. 실험 결과를 통해 쉐브론 개수가 증가할수록 소음 저감 효과가 커진다는 사실과 특정 쉐브론의 개수에서 그 효과가 최대가 됨을 확인하였다. 쉐브론의 길이 또한 주요한 설계 변수로서 특정 길이 이상 되어야 소음 저감 효과가 있다는 것을 실험적으로 증명하였다. 그리고 쉐브론의 형상은 사각형이나 원형에 비하여 삼각형의 형상이 소음 저감에 좀더 효과적임을 실험을 통해 확인하였다. 본 실험을 통하여 쉐브론의 크기 변화에 따른 소음 저감 효과의 연관성은 찾기가 어려웠지만, 쉐브론 노즐을 설계하는 데 있어서 제트 유동의 소음을 저감하기 위해 고려해야 할 점을 실험 결과를 통해 제안하였다.

This study conducts an experimental analysis on jet noise reduction with chevron nozzles. Including base nozzles, ten nozzles are designed and tested at Mach number 0.85. In this experiment chevron count, chevron length, and chevron shape are selected as parametric variables. From the results of this test, as the number of chevron count increase, the nozzle gains reduction of jet noise more. Shortening the chevron length shows ineffectiveness on jet noise reduction. Triangle shape is considered as a proper shape for noise reduction. In this test, it is difficult to find the direct correlation between scaling of chevron nozzle and noise reduction. This study also proposes some considerations on design of chevron nozzle for better noise reduction on subsonic jet flow.