空気の騒音！空力音！流体力学！空力音コンサル！空力騒音を解析する一般的方法

空力騒音を解析する一般的方法

■ 空力騒音を解析する一般的方法

　現在，各社において日常的に流体解析＝CFD が実施されるようになって
　きました．
　
　製品の開発期間が短くなり，現物での試作を減らすために構造解析を
　はじめとする CAE = Computer Aided Engineering が必須となって
　いるからです．
　
　しかし，空力騒音の解析 CAA = Computational AeroAcoustics は
　まだ日常的ではありません．
　
　一般的に，空力騒音を解析するための手順をまとめます．
　非定常ＣＦＤ解析を実施し，Lighthill-Curle の式で騒音を算出する
　場合の方法です．
　
　　１．３次元の定常解析を実施します．k－ε乱流モデルでＯＫです．
　　
　　２．１の結果を初期値として，３次元の非定常 LES 解析を行います．
　　　　解析条件の時間刻み⊿ｔですが，クーラン数を目安に設定します．
　　　　解析対象ごとに検討することになりますが，10の-4乗あるいは-5乗
　　　　程度の値とします．
　　
　　３．２の解析は十分な乱流状態が得られるまで実施します．
　　　　円柱の非定常解析では，ＣＬ（揚力係数）がある一定の幅で変動
　　　　を続けるような状態まで解析します．
　　　　ケースバイケースですが，５０００から１００００回程度．
　　
　　４．さらに，時間Ｔだけ解析を実施します．このとき，音源となる
　　　　壁面の圧力データを保存します．
　　　　
　　５．Lighthill-Curle の式を計算し，任意点の音圧データを得ます．
　　　　この計算は，保存したデータＴ時間にわたって実施します．
　　　　

　　
　以上によって得られる音圧データは，トータルのサンプル時間Ｔ，
　データのサンプリング時間は⊿ｔですから，このデータを周波数分析した場合，
　
　　周波数分解能＝１／Ｔ (Hz)
　　
　　分析上限周波数＝１／（２・⊿ｔ） (Hz)
　
　となります．
　
　例えば，Ｔ＝０．１秒，⊿ｔ＝１０Ｅ－４とすれば，
　周波数分解能は１０Ｈｚ，分析上限周波数は５０００Ｈｚとなります．
　
　
　しかしながら，以上を自作プログラムでできる人は，そうそういません．
　私は．．．５番だけなら FORTRAN でできるでしょう．((((((^_^;)
　
　しかし，昨年当りからこの計算機能を備えたＣＦＤソフトウェアが市販
　されるようになってきました．(^-^)/
　
　次回はその辺を．．．
　