The aim of this research is to suggest a layered partition design with high sound transmission loss (TL) without significant weight increase. Similar previous works met the problems which are related with the design confliction: When the TL increase is large, the applicable frequency bandwidth is narrow, or vice versa. In this study, multilayered structures with attached gas layer are suggested to solve the above problem. For the prediction of the transmission loss through such structures, the transfer matrix assuming a random incidence of sound is used. The experiment to validate the prediction is conducted in a small-scale reverberation chamber having non-parallel walls, and the sound power is measured in the outside panel by using the sound intensity technique. The measured and predicted transmission losses are well matched within 2 dB error in the effective range of the measurement: The experiment result shows that in the case of the single panel and multilayered panel, the TL matches well within 2 dB in the frequency range of 400Hz to 4000 Hz. In the case of the panel with the attached gas layer, the TL matches well within 2dB in the frequency range of 400Hz to 2500Hz. Then the characteristics of the TL of multilayered panel were analyzed from the TL prediction. From the analysis, the cost function and constraints for the optimization to increase TL were set. To apply the optimization, a model to increase the TL in the frequency range of 500Hz to 750Hz with the gas layer attached at the incident side of the double layered panel was assumed. Genetic algorithm was applied to the optimization. The result shows that compared to a single layered panel, the TL increased approximately 4 dB within the frequency range of interest.
본 연구의 목적은 무게 증가 없이 단판에 비해 높은 전달손실을 갖는 다중판 구조물을 설계하는 것이다. 비슷한 목적을 가진 이전 연구에서는 전달손실 증가량이 높으면 적용 가능한 주파수 범위가 좁고, 주파수 범위가 넓으면 전달손실 증가량이 적은 문제점이 있었다. 본 연구에서는 이와 같은 문제를 기체층이 부착된 다중판 구조물을 통해 보완하고자 한다. 이러한 다중 구조물의 전달손실 예측은 랜덤 입사에 대해서 전달 행렬을 통해 수행되었다. 예측값이 타당한지 보기 위해 수행 된 실험은 작은 규모의 평행하지 않은 벽면을 가진 잔향실에서 수행했고 이때 외부로 통과 되는 음향 파워는 인텐시티 기법을 이용해 측정했다. 전달손실의 측정값과 예측값은 단판과 이중판에 대해서는 400 Hz에서 4000 Hz 범위에서 2 dB 이내의 오차가 났고, 기체층이 부착 된 판 구조물에 대해서는 400 Hz에서 2500 Hz 범위에서 2 dB 이내의 오차가 났다. 그리고 전달행렬을 통해 구한 전달손실 예측값으로부터 다중 구조물의 전달손실 특성을 분석하여 원하는 주파수 범위에서 전달손실을 높게 얻을 수 있는 설계에 대한 최적화 문제를 설정했다. 최적화 문제를 적용할 대상으로 음파가 입사 되는 방향에 기체층이 부착 된 이중판 다중 구조물을 설정했고 적용할 주파수 범위는 500 Hz에서 750 Hz로 설정했다. 최적화에 사용 된 알고리즘은 유전자 알고리즘을 적용했다. 최적화의 결과로 단판에 비해 최적화 적용 주파수 범위에서 약 4 dB 이상의 전달손실 증가가 예측 되었다.
