음향 엔지니어링의 핵심 기술: CAE 시뮬레이션과 실험 측정

자동차 음향 엔지니어링 서비스는 크게 두 가지 강력한 도구, 즉 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE)과 실험적 측정 및 검증에 의존합니다. 이 두 가지 접근 방식은 상호 보완적이며, 현대적인 음향 개발 프로세스의 초기 개념 단계부터 최종 양산 검증 단계까지 함께 사용됩니다.

CAE 시뮬레이션은 개발 주기의 초기 단계에서 물리적 프로토타입이 존재하기도 전에 소음과 진동 성능을 예측하고 최적화하는 데 사용됩니다. 유한 요소 해석(FEA: Finite Element Analysis)은 차체 구조의 진동 모드와 공진을 분석하는 데 사용됩니다. 유한 체적법(FVM: Finite Volume Method)을 사용한 계산 유체 역학(CFD: Computational Fluid Dynamics)은 공기 흐름과 공력 소음의 원인이 되는 난류를 시뮬레이션합니다. 음향 시뮬레이션(BEM: Boundary Element Method 등)은 소리가 공기 중에서 어떻게 전파되고 차량 실내에서 어떻게 들리는지를 예측합니다. 이를 통해 설계 결함을 조기에 발견하고 수정할 수 있어 시간과 비용을 크게 절약할 수 있습니다.

실험 측정은 CAE 모델의 정확성을 검증하고, 프로토타입 및 양산 차량의 실제 NVH 성능을 평가하는 데 필수적입니다. 엔지니어들은 헤드 오토메이션(Head Automation) 시스템(인공 머리), 마이크 배열, 가속도계, 레이저 도플러 진동계(LDV)와 같은 정밀한 장비를 사용합니다. 이 장비들을 통해 소음원의 위치를 정확히 파악하고(Sound Intensity Mapping), 전달 경로를 분석(Transfer Path Analysis), 그리고 주관적인 음질을 객관적인 데이터로 평가합니다. 실험 데이터는 CAE 모델을 개선하는 데 다시 사용되어 예측의 정확성을 높이는 선순환 구조를 만듭니다.