低周波空力音の発生メカニズムとその低減装置に関する研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24560250
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 長嶺 拓夫 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00323379)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 勇一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30134828) ; 森 博輝 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50451737)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 低周波騒音 / 自励音 / 流体関連振動

Outline of Annual Research Achievements

自動車の窓を開けて走行すると、室内空間と走行による風のながれが干渉し低周波音が車内に発生することがある．この現象はウインドスロッブと呼ばれ，その発生原因は、窓の開口部で生じる渦の剥離の周波数と車室の固有振動数が一致し起こるヘルムホルツ共鳴だと考えられている。空気の流れと室内空間の干渉による問題はサンルーフを開放して走行する場合や側面の窓を開放して走行する場合に起こることが知られている。この問題を技術的に解決する方法が検討され、幾つかの方法が提案されている．特許となったものとしては、ディフレクターを用いる方法が多いようである。しかしながら、自動車に取付けられてウインドスロッブの防止を目的とした装置は取付けられてはないようである。本研究では、ウインドスロッブ音を低減するために、車の窓開口部内側空間にバッフルプレートを設けることで発生する渦の流れ方向を変え共鳴を防止する。また、内部空間に設置することにより、新たに風切り音などの空力音を発生させる心配はない。このため従来のディフレクターなどよりも本研究課題による振動の防止方法には有利な点があると考えられる。本年度においてはひき続き実車の走行時における低周波防止効果の検証実験と実験室内での小型共鳴器を用いたメカニズムの解明のための実験を実施した。実車における実験では、ウインドウスロップが十分に低減できることを確認すると共にバッフルプレートの仕様について、プレートの幅、長さ、取付け角度および位置について最も防音効果の高い仕様を明らかにした。実験室内では、ヘルムホルツ共鳴器を用いて様々な大きさのバッフルプレートまわりの流れ場の可視化を行い流れ場と低周波騒音の関係を明らかにしている。