| 研究概要 |
遠心送風機について、発生騒音の相似則を確立し、低周波数流体振動発生の機構を解明することを目標として、下記の調査を行なった。
(1)卓越音である翼通過周波数成分の音圧を、機械固有の定数,回転数の指数乗で増大する速度依存項,翼通過音の1次・2次成分減衰比,音響伝播特性を表わす周波数応答関数の積で表現する。各項のレベルと依存するパラメータを実験的に評価し、周波数応答関数の解析モデルを検討する。
(2)ケーシング内部の三次元流れ場について、圧力変動の分布を計測し、非粘性数値解析によってやや巨視的な三次元状況を把握する。とくに翼通過変動分とそれ以外の二次的変動分の発生部位と変動レベルを識別する可能性を見出す。数値解析はFLIC法およびDENTON法による。
(3)送風機圧力・流量特性をもとに、管路系を一次元モデルで表わして、サージ等低周波数振動に関するシミュレーションの手法を確立する。
以上の調査により下記の知見と今後の研究目標に対する展望を得た。
(a)最高効率点における翼通過周波数音について、機械定数は舌部隙間に対し単調に減少する。速度依存指数はLighthill双極子音源指数に一致する。1次・2次減衰比は羽根車速度分布形すなわち羽根車効率によって定まると考えられる。周波数応答関数は翼間通路と吸込管の長さと面積によってうまく推定できる。効率を変えずに25dB程度減音する設計指針を得た。
(b)ケーシング内流れ場については、ほぼ満足される数値解析結果を得た。形状によって生じる二次流れはとくに顕著ではない。今後はこの流れ場を境界条件にもちいて舌部付近と翼間の流れを解析(Bean-Warming法)する。
(c)流体振動シミュレーションモデルはほぼ妥当な結果を与えた。今後この管路モデルを境界条件に用い、上記の舌部近傍と翼間変動流の数値解析へ発展させる予定である。
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