空力音響シミュレーション
数値流動力学シミュレーションで空力音響と騒音を解析
空力音響シミュレーションが必要な理由
航空機の轟音、車内で鳴り続ける風切り音、ファンが発する機械音に、ウィンド・タービンの低周波音。こうした耳障りな騒音はすべて、構造体の周りの風の流れが生み出します。顧客の要望や法規制により、この種の騒音は注意深く管理し、最小限に抑えなければなりません。
空力音響シミュレーションで解決できる産業課題
自動車産業では、運転者や乗客が最も不満に感じる要因の一つが騒音です。車室内、アンダーボディ、暖房、換気、空調(HVAC)など、あらゆる発生源で騒音を最小限に抑えるさまざまな取り組みがなされています。航空宇宙産業では、空港周辺がさらされる都市騒音に制限があることから、わずか数デシベルでも騒音を減らすことが競争上の大きな強みになります。同様に、ウィンド・タービンが生み出す騒音は、施設が地域に受け入れられ、計画が承認されるための重要な指標です。
流体シミュレーションでは、構造物周囲の空気の流れと、そこから生じる騒音をモデリングできます。騒音スペクトルを調べたり、実際の音を模したものを聞いたりしながら、構造体のどの部分が騒音に影響を及ぼしているかを特定できます。設計の初期段階で潜在的な騒音問題を特定して解決することで、時間とコストを節約できます。風洞やテスト・コースでは容易に確かめられないものを含め、現実世界のさまざまなシナリオを計算に含めることができます。
空力音響シミュレーション・ソリューション
ダッソー・システムズの SIMULIA ブランドは、強力な流体シミュレーション・ポートフォリオを通して、次のような空力音響の幅広い課題に対応します。
- 車室内およびアンダーボディの風騒音
- ウィンドウおよびサンルーフのバフェティング
- 都市騒音と通過騒音
- ウィンド・タービンの騒音
- 冷却ファンと HVAC の騒音
- 推進騒音
空力音響シミュレーションの用途
- 車室内・アンダーボディの風騒音
- 都市騒音と通過騒音
- ファン・HVAC の騒音
車室内・アンダーボディの風騒音
音響エンジニアの最大の関心事は、車内の騒音レベルを下げることです。これによって乗客乗員の快適性が向上します。シミュレーションでは、車両や航空機の周囲、および底部の空気の流れをモデリングできます。また、各種条件や環境も考慮に入れつつ、変更や緩和が可能な騒音源を特定できます。
都市騒音と通過騒音
航空機、陸上車両、鉄道、機械、ウィンド・タービンが発する騒音は、地域コミュニティとの軋轢を招く大きな原因です。騒音対策には、プロジェクトの承認を得やすくなったり、騒音レベルに法的制約がある地域で競争優位性を高めたりする効果があります。
ファン・HVAC の騒音
ビルや車の中では、鳴り続ける冷却ファンや換気ファンの騒音が気になるものですが、空力音響学の力を借りると騒音の少ないファンを再設計できます。また、空力音響シミュレーションで HVAC 系全体の騒音放射をモデリングし、最適化することで、近隣住民が知覚する騒音を減らすことができます。
さあ、始めましょう
空力音響の世界は、テクノロジーの進歩、革新的な方法論、発展を続ける産業需要によって変わりつつあります。SIMULIA で一歩先を行きましょう。今すぐご確認ください。
空力音響ソフトウェアに関する FAQ
空力音響は、空気の運動流と乱流から作られ、広がる音に関する研究分野です。一般に、空力音響学的騒音は、物体の運動、エンジンやファンからの排気、または空気と物体表面の相互作用を受けて発生します。構造体内部の振動や共鳴により生じる騒音を研究する振動音響とは区別されています。
空力音響ソフトウェアの主な機能は次のとおりです。
- 騒音の予測と解析: 空力音響シミュレーションは、空気力学的な流れと複雑な形状や稼働部品との相互作用によって生じる騒音の予測に役立ちます。
- 設計の最適化: エンジニアは、空力音響シミュレーションを使って設計変更が音に及ぼす影響を評価したり、騒音が減るように構造を最適化したりしながら、性能と騒音規制適合性の両方を強化することができます。
- 他のシミュレーションとの連成: 空力音響シミュレーションは多くの場合、マルチフィジックス解析やトレードオフ最適化のワークフローの一部として、数値流体力学(CFD)ツールや構造解析ツールと連成されます。
- 航空宇宙・防衛: 乗客の快適性や都市騒音を改善し、規制基準を満たすために、機内と機外の騒音を減らします。
- 自動車・輸送機械・モビリティ: より静かな車両を設計するために、車体まわりの空気流や、ウィンドウなどの開口部で生じる騒音を解析し、削減します。
- インフラストラクチャー・都市: HVAC 系、鉄道、ウィンド・タービンなどのインフラストラクチャーが発する騒音が周辺地域に与える影響をシミュレーションします。
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