본 논문에서는 철도 전동 소음의 주요 소음원인 레일 소음의 방사 특성을 이론적으로 해석하고 배열 마이크로폰을 이용한 레일 소음 측정 시 발생하는 현상들에 관해 이론적으로 고찰하였다. 철도 궤도는 국내 고속철도 콘크리트 도상 궤도를 대상으로 하였으며, 레일에 고속의 이동 하중이 작용하는 경우에 대한 진동 및 소음 방사 특성을 해석하였다. 본 연구를 통해 이동 하중이 작용할 때 발생하는 레일의 소음 방사 특성을 파악하였으며, 배열 마이크로폰을 이용한 레일 소음 측정시 빔 각도가 배열 마이크로폰 출력 음압에 중요하게 작용함을 확인하였다. 따라서 배열 마이크로폰을 이용해 레일 소음을 규명하기 위해서는 레일의 방사 특성을 반영한 배열 마이크로폰 빔 각도 설정이 필요함을 이해하였다.
In this paper, rail vibration and its sound radiation are investigated, then the rail noise measurement by using microphone array is explored theoretically. A concrete slab track for domestic high speed trains is modeled as a Timoshenko beam on elastic support, regarding the moving of the excitation force on the rail. From the radiation characteristics of rail noise generated by a line source, the effect of moving load on sound radiation is obtained. Also it is found that the beam angle of the microphone array is a prominent factor to measure the rail noise level reliably because the rail noise propagates as a plane wave. In this investigation, a proper beam angle for the rail noise measurement by microphone array is suggested.
