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소음공학 - 실용 연구에서 첨단 분야까지 아우른다

분야	기초과학/물리 산업기술/기계	날짜	2011-01-25

소음공학

누구나 한번쯤은 소음 때문에 불안하거나 집중이 흐트러지는 경험을 해본 적이 있을 것이다. 웰빙 시대를 살아가는 현대인에게 소음을 줄이는 일은 필수과제다. 이번 호에서는 소음공학에 대해 그동안 궁금했던 7개의 질문을 던져보았다.

비행기 소음, 자동차 경적 소리, 휴대전화 벨소리 등

현대인은 소음공해에 둘러싸여 있다.

그러나 소음도 공학적 처리를 하면 듣기 좋은 소리로 바꿀 수 있다.

1. 소음공학이 뭐죠?
소음은 ‘듣기 싫은 소리’를 뜻한다. 소음공학은 ‘듣기 싫은 소리’를 측정하고 그것이 얼마나 사람에게 영향을 미치는지 분석하며 동시에 소음발생을 예측하거나 억제하는 방법을 연구한다. 점점 엄격해지는 각 나라의 환경보존정책과 친환경 제품에 대한 요구로 소음공학의 중요성이 한층 강조되고 있다.

소음공학에서는 소음을 크게 공력소음과 구조소음으로 구분한다. 공력소음은 물체와 공기가 부딪히면서 나는 소음이고 구조소음은 기계적 진동에 의해 발생하는 소음이다. 과거에는 소음을 줄이거나 없애는 방법에 주목했던 소음공학은 점차 사람이 듣기 싫은 소리를 들어도 좋은 수준으로 개선하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.

2. 어디에 사용되나요?
소음공학이 활용되는 분야는 매우 넓다. 우선 크루즈선, 잠수함, 헬리콥터가 작동할 때 나는 소음을 줄이기 위해 저소음 프로펠러를 설계하는 데 이용된다. 또 압축기와 가스터빈, 터보엔진에서 발생하는 소음을 줄이고 공항이나 고속도로 주변의 환경소음을 평가하고 예측하는 데 쓰인다. 흡음재와 차음재를 설계해 아파트 층간 소음, 벽간 소음을 줄이는 데도 이용된다. 최근 풍력발전이 친환경 발전으로 주목받고 있는데, 풍력발전기의 날개에서 발생하는 소음을 줄이는 데도 소음공학이 활용된다.

3. 어디에 있어요?
구조소음과 공력소음은 기계공학과, 항공공학과에서 전공할 수 있다. 선박이나 수중에서 발생하는 음향 연구는 조선해양공학과에서 가능하다. 서울대에는 기계항공공학부의 공력소음연구실, 음향 및 진동연구실이 있고 조선해양공학과에는 선박소음진동연구실이 있다.

4. 뭘 배우나요?
소음을 억제하는 방법은 크게 두 가지다. 흡음제를 사용해 이미 발생한 소음을 줄이는 방법과 구조를 바꿔 발생할 소음을 줄이는 방법이다. 이미 발생한 소음을 줄이는 데 ‘능동소음제어’라는 방법을 사용한다. 제어기가 소음의 파형과 반대위상을 갖는 파형을 생성해 서로 상쇄시키는 방법이다. 이론상으로 이 방법을 이용하면 소음을 완벽히 제거할 수 있다. 그러나 여러 개의 소음원이 3차원 공간에 만드는 소음의 파형을 정확히 알아내기 힘들고 소음원의 위치에 따라 제어기의 설계가 달라지는 어려움이 있다. 이 때문에 흡음제 또는 차음제를 사용하거나 구조를 바꿔 소음을 줄이는 방법이 많이 사용되고 있다. 소음을 억제하기 위해서는 물리학을 바탕으로 유체역학과 음향학, 진동학에 대해 배워야 한다.

소음공학은 사람들이 듣기 싫다고 ‘느끼는’ 소리를 다루는 학문이므로 심리학, 사회조사학, 통계학에 대한 지식도 요구된다. 예를 들어 자동차엔진의 소리를 제거하는 것보다 운전자들이 듣기 좋은 소리로 바꾸는 방안이 현실적이고 효과적인데, 어떤 소리를 좋아하는지를 연구하는 것도 소음공학자의 몫이다.

5. 어떤 학생을 원하나요?
소음공학은 앞에서 살펴본 것처럼 적용 범위가 매우 넓다. 따라서 전공지식에 대한 응용력이 있고 창의적으로 유연한 사고를 할 수 있는 학생을 원한다. 다양한 분야와 연계가 가능하므로 새로운 분야를 개척해 나가기를 좋아하는 학생이라면 누구나 환영이다.

6. 졸업 후 대학원에 가고 싶은데요?
대학원에서는 소음공학을 응용해 여러 분야에 접목한 실용적인 연구를 해볼 수 있다. 예를 들어 자동차 분야에서는 구조나 성능을 발전시키기 위한 연구를 하는 인력이 많은 반면 소음 문제를 해결하거나 심리음향학적 측면에서 소리를 감성적으로 활용하는 분야의 전문 인력은 부족한 실정이다. 따라서 대학과 산업계의 협력연구가 활발하므로 대학원에서 실무경험을 탄탄히 쌓을 수 있다.

7. 취업을 선택하면요?
소음은 대부분 동력기계에서 발생하므로 자동차, 건설, 조선, 가전 등 다양한 기업체에 취직이 가능하다. 또 환경소음 측면에서 본다면 소음 정책과 대책을 연구하는 연구소나 공공기관에도 취업이 비교적 용이한 편이다.

취재 한마디

‘소음, 그까짓 거 견디면 되지’라고 생각했다. 그러나 최근 내 컴퓨터와 냉장고에서 지속적으로 나는 팬 소리에 자꾸만 신경이 곤두선다. 소음공학이 나날이 발전해 소음으로 불편을 겪는 많은 사람에게 도움을 주길 기대한다.