F：音響解析

本事例は、従来の「音源」中心の解析のみならず、運転者・同乗者への「聞こえ方」に着目し、CAE(1D/3D)を駆使した最新の解析例です。この中で音源や材料特性の同定にOptimusを活用した解析例をご紹介します。

ANSYS,MapleSim,WAON
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モータは、加工・組立の影響により偏心状態で回転すると、電磁加振力が発生し、振動・騒音が問題になります。そこで、製造過程で発生するモータの偏心の影響を加味し、騒音への影響を最小限に抑えた適切な公差値を、シミュレーションにより自動的に検討する仕組みをご紹介します。

JMAG-Designer/CETOL6σ 事例ダウンロードお申し込み

電磁界・構造・熱設計などを連成したマルチフィジックス解析環境を整えたANSYS製品ツールとOptimusを活用し、IPMモータの電磁界・コギングトルクから振動・騒音対策までを複合的に扱った最適化を行いました。その結果、2日間で振動、音圧レベルを低減することができた他、変形量と駆動トルクのトレードオフの関係を把握することができました。

ANSYS
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トルクを向上させ、騒音を低減する複合領域、多目的最適化事例です。
近年、電磁力による振動・騒音対策も構造解析（音響解析）ツールと連成させたシミュレーションにて検討されています。本事例では、モータの効率化を図りつつ、振動も考慮した最適化の事例をご紹介します。

ANSYS Maxwell、WAON
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本事例ではWAVEを用いた3つの最適化事例をご紹介しています。事例1では競合関係にあるエンジン性能と燃費の問題を最適化しています。事例2ではマフラーより発生する騒音の最適化を実施しています。事例3では実測データに対してターボディーゼルエンジンのキャリブレーションを実施しています。

WAVE
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WAON, MATLAB, ANSYSを用いて、周波数応答と平均残響時間に着目し、最適な音響特性を得る音響空間形状を算出した最適化事例を紹介します。3つの評価点集合における周波数応答特性を均一にする、最適な音響空間形状を特定しました。

WAON
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音源および評価点集合を含む音響空間において、音源の位置を変化させた場合に、音響周波数応答特性を所望の目標特性に合わせ込み、ディジタルフィルタの計算負荷と誤差の低減に成功した事例です。

MATLAB
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近年では、単に”移動する道具”としてだけではなく、音楽や話を楽しむ空間としての役割を果たす自動車では、車室内騒音を低減する事が重要な課題となっています。特にエンジンの振動によって励起される、Firewallの振動騒音は車室内の快適性に大きな影響を与えます。この事例では、限られた重量内でFirewallのリブの形状を変更し、ドライバー位置での騒音を最小化する問題に取り組みました。Firewallの振動分布算出にはANSYS、音響解析にはSYSNOISEを用いました。Optimus によって最適化されたリブ形状では、初期形状よりも全周波数領域において約10dbの改善を図る事ができました。

ANSYS, SYSNOISE
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リアクティブ型マフラー内の損失を最小化する事例になります。管径やバッフル領域を設計パラメータとして、損失を評価するTL値を最適化しています。LMS Virtual.Labの外部に伝送アドミタンスを計算するExcelファイルがありしましたが、OptimusのExcelインターフェースとLMS Virtual.Labインターフェースを活用し、非常に簡単にシミュレーションプロセスを統合することができました。既存のマフラーに対して最適化したマフラーは、6.7%もの改善効果を示しました。

LMS Virtual.Lab
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車両におけるノ騒音の発生に関してはエンジンが大きな影響を持っており、このエンジン設計を騒音を考慮しながら行なうことはとても有益です。本事例ではエンジンの機構解析、NVH解析、音響解析の複合領域の最適化を行い、改善方法を探りました。機構解析のから得られる力のスペクトル分布、NVH解析から得られるモード変形形状を考慮し、音響解析における音圧レベルを最小化するように構成パーツの質量を最適化しました。

LMS Virtual.Lab
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