본 연구는 자동차 히터 코어에서 발생하는 공동(cavitation) 유발 소음의 기작을 규명하고, 이를 제거하기 위한 구조적 해결책을 제안한다. 컴팩트 승용차의 콜드 스타트(cold-start) 조건에서 나타나는 비정상적인 소음은 냉난방, 환기 및 공조(Heating, Ventilation, and Air Conditioning, HVAC) 시스템의 히터 코어에서의 공동 현상으로 추적되었다. 유동 거동을 분석하고 공동 발생의 정확한 위치 및 조건을 파악하기 위해 제어된 벤치 테스트, 차량 탑재 측정, 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 고유량과 저냉각수 압력이 상부 탱크와 출구 파이프(outlet pipe) 접합부 인근에서 증기 기포를 생성하여 특유의 충격성 소음 및 진동 신호를 유발하는 것으로 나타났다. 투명 파이프를 이용한 유동 가시화와 가속도계 데이터는 해당 위치에서의 공동 붕괴(cavitation collapse)를 확인하였다. CFD 분석에서는 원래 형상이 공동에 유리한 고속·저압 영역을 형성함을 시사하였다. 테이퍼(tapered) 전이 구조를 갖춘 출구와 더 큰 직경으로 재설계한 결과, 유동 조건이 크게 개선되어 공동 지수(cavitation index)가 상승하고 공동 발생이 제거되었다. 실험적 검증을 통해 수정된 설계의 효과가 확인되었다. 이러한 연구 결과는 자동차 HVAC 시스템의 음향 성능과 신뢰성을 향상시키는 데 기여하며, 나아가 유체 시스템에서의 공동 완화(cavitation mitigation)에 대한 더 폭넓은 통찰을 제공한다.

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