| 研究概要 |
低騒音化はあらゆる機械・機器にとって主要な関心事であるが,流れ自身が作る騒音,すなわち空力騒音は,解析の困難さゆえに対策も十分ではない.空力騒音の制御技術の確立のためには流れ場と音場を同時に解析することが不可欠である.しかし,2つの場の時空間スケールが大きく異なること,さらに音源となる流れ場の圧力変動と遠方場での音圧の強度が数桁異なることなどが難題である.本研究では,空力騒音発生機構との対応を確認しながら流れ場を制御するための,合理的で汎用性のある解析手段を見い出すことを目的し,自由乱流を代表する円形噴流,および個体壁面を伴う空力騒音の代表例となる翼まわりの流れの2種類の場について,高精度な流れ場と音場の数値シミュレーションを実施した.加えて,制御対象となる壁乱流の渦の機構についての数値解析も行った.流れ場の解析においては,音源の最も精度のよい再現が期待できるDirect Numerical Simulation (DNS)ならびにLarge-Eddy Simulation (LES)を実施した.音場の解析に対しては,音場を近接場,中間場,遠方場に領域分割し,それぞれに適した方程式を用いる手法が合理的と考えられる.具体的には,近接場で非圧縮流れの高精度解析に基づいて音源を算出し,中間場においては圧縮流れと非圧縮流れの食い違いを音響成分として分離し,遠方場では音響近似方程式を解く方法を試みた.以上の研究の結果,流れ場についてはそれぞれのケースについて信頼性の高いDNSおよびLESが可能となり,騒音解析のための音源の再現精度が飛躍的に向上したと考える.一方,音場解析では,一般曲線座標における流れ場と音場の分離解法に関する開発・高精度化を行い,実験データとの比較による音場解析手法の妥当性の評価は今後の課題として残されたが,計算方法は本研究期間内におおむね確立された.
|
