PowerFLOW:推進騒音

 

離陸時に航空機のジェット・エンジンから発生する騒音は、環境騒音の大きな要因となっています。環境騒音に対する政府の規制は多くの国々でますます厳格になっており、増大する規制要件に適合しなければならない航空機メーカーにとって大きな課題となっています。

推進騒音の主な原因は以下のとおりです。

  • ジェット騒音 — ジェットと周囲の空気が乱流で混ざることによって発生する音
  • ファン騒音 — タービン内の乱流と回転ファン、コンプレッサ、タービン・システムの相互作用
  • 設置騒音 — ジェットと他の機体構成部品(特に、高揚力翼)の相互作用によって発生する音
技術面での課題

ジェットおよびファン騒音の予測は、数値流体力学において最も難しい作業のひとつに挙げられます。騒音発生メカニズムは、理論レベルでもまだ完全に解明されていません。従来のCFDテクノロジーに基づく予測手法には、高度なLES乱流モデルが必要です。そうしたモデルで複雑かつ現実的なエンジン形状を生産的に使用できるようになるのは、まだ何年も先のことです。このため、推進騒音のエンジニアは、大きな制限のある実験テストに依存するしかありません。ほとんどのテストは設置の速度で実行できず、一般的に、エンジンのみのスタンドアロン構成に制限されています。さらに、設置騒音は飛行テストの後期にしかテストできないため、安全率を高く設定し裕度が高まり、騒音関連の認定に関する問題を回避するための過剰設計になってしまいます。

SIMULIAソリューション

PowerFLOWの革新的な格子ボルツマンベースの物理特性により、エンジン騒音の予測にCFDを広範に使用できないようにしている問題を克服できる可能性があります。PowerFLOWは、乱流ジェットにおける複雑な騒音メカニズムの予測に関して、根本的に優位性を持っていると考えられてきました。複雑な形状(最新のシェブロン・デザインなど)を表現できる実証済みの能力も備えたPowerFLOWは、ジェットおよび設置騒音の予測に関して新しい可能性の扉を開きます。

ファン騒音の予測の場合、PowerFLOWの使いやすい回転形状機能を使用して、回転ファンおよびステーターの複雑な相互作用による騒音を予測できます。その際、騒音発生メカニズムに影響を与える可能性のある形状の詳細すべてが考慮されます。