音響解析構造の振動解析結果を利用した音響解析

  • 構造物の振動による騒音の影響を調査したい。
  • 構造物の振動解析を実施しており、騒音に関する問題に取り組みたい。
  • ANSYS Mechanical をお持ちで、有限要素法(FEM)による音響解析を試してみたい。

構造物(図1)の解析は、一般的な周波数応答解析です。両端を固定し、板全体に圧力を加えて励振しています。(図4,5) 共振点が約60Hz付近にあることがわかります。

音響解析用のモデル(図2)を作成し、プロジェクト概念図でリンクします。(図3)
音響解析では、構造物の周波数応答解析結果(実部・虚部で表した力荷重)を所定の位置にマッピングします。(図6)

音響解析では、完全整合層(PML層 : Perfect Matching Layer)を作成し、無限境界を設定しています。それ以外の面は剛体壁としました。 媒質の領域外に遠距離場結果評価用のサーフェスボディを作成し、遠距離場における結果も評価します。 Acoustic Extension では、これらの設定がGUIで簡単に行なえます。

音響解析を実施すると、構造物の振動により発生した音圧が伝播する様子が観察できます。(図7,8,9)
構造物の共振点(約60Hz)付近で、高い音圧が発生しています。(図10)

解析モデル


図1.構造物の振動解析用モデル

図2.音響解析用モデル

図3.プロジェクト概念図

解析結果


図4.構造物の周波数応答解析結果(変形量)

図5.構造物の周波数応答解析結果(周波数-加速度)

図6.周波数応答結果のマッピング

図7.音響解析結果(音圧レベル)

図8.音響解析結果
(音圧レベル:アイソサーフェス表示)

図9.遠距離場の音響解析結果(音圧レベル)

図10.音響解析結果(周波数-音圧)

解析種類


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