研究課題
空調機器騒音の数値的予測には、流れ場の瞬時構造を精度よく再現する必要があり、数値スキームの開発・検証に力を注いだ。空調機器周りの複雑乱流場解析のための高次精度差分スキームを提案し、波状流路内乱流場で検証した。その結果、乱流統計量やエネルギ収支が精度よく求められ、提案するスキームの有効性を確認した。実用計算は高レイノルズ数のためモデルの導入が不可避であるが、一方程式モデルを拡張したLESを単独翼周りの流れに適用し、実験結果を精度よく再現する結果を得た。以上から、これら高次精度差分スキームと拡張LESモデルの組み合わせによって高精度な空力音源計算が可能であることを示した。乱流渦を音源とする広帯域騒音の低減のための基礎的研究として、壁近傍乱流場から発生する音場について検討を行った。壁近傍乱流場の音源構造と音場構造の可視化を行った結果、壁近傍の強い音源構造は縦渦が群性化した領域に現れ、また、その上部にはヘアピン渦程度の大規模低圧構造に関連する強い音源が存在することがわかった。また、Hardinらの提案した低マッハ数域での分離解法を採用し音場の直接計算を行った結果、壁から比較的離れた位置で比較的大規模な泡状の音場が分布し、広帯域騒音場でも独自の音場構造が形成されることを確認した。さらに、壁近傍で微細渦構造の発生を抑制する乱流制御を行い、音源強度と壁遠方場の音圧強度を評価した。その結果、壁近傍構造の抑制は遠方場の音圧レベルを下げ、壁乱流制御のスキームが広帯域騒音の低減に有効であることを示した。
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