流体音評価用ツールWAON Aero(ワオン エアロ)
流体音解析の課題とWAON Aeroを用いた計算方法
流体音とは機械的な振動に起因せず、流体力学的な要因で発生する音のことを指します。
流体音を計算するためには、非定常かつ細かな渦を考慮する必要があり、タイムステップやメッシュは非常に細かくなります。一方で伝搬する音波を追跡するためには、広範囲な空間を扱うほか、反射や回折などの現象も考慮する必要があります。そのため解析規模の問題から、1つのツールで計算を行うことは現実的ではありません。
そこで一般的な流体音の計算には、流体の流れを計算し、この結果から音源を抽出して音波の伝播を解析するアプローチが用いられます。
WAON Aeroは、流体解析の計算結果から音源群を抽出し、この音源群から放射される音波を境界要素法により解析するWAONのオプション機能です。抽出した音源から放出される音波の挙動は、WAONを用いることで算出することができます。
WAONによる流体音解析の特長
- 境界要素法を用いた音響解析(FMBEM:高速多重極境界要素法も使用可能)
- 周波数応答解析
- 考慮可能な音源
四重極音源(場に存在する音源)、二重極音源(境界面上に分布する圧力)
- 流体の運動が起因して生じている音について、音源分布の特性(強度・位相の分布)を把握したい。
- 音波の伝搬の様子を可視化したい。
- 静音化対策を立案したい。
解析フロー
解析結果
主な出力項目
- 音源データの強度分布
WAON Aeroが抽出した音源データを可視化することができます。
可視化には汎用ポストプロセッサーEnsightが必要となります。
- 音圧分布
WAON Aeroが抽出した音源データを用いて、WAONが音響解析を実施します。その解析結果は、通常の音響解析の場合と同様の評価を行うことができます。

流体解析の結果から音源データを抽出した結果

抽出した音源から放射される音場を計算した結果
適用例
- 自動車や鉄道走行時の気流音
- 電子機器や室外機のファン騒音
- 空調機の吹き出し口からの気流音
- ダクト管口からの排気音
- 圧縮機内部の脈動による放射音
- 配管振動
- フルートなどの吹奏楽器
解析事例
ドアミラーの風切り音
流体解析の計算結果を用いて、音響アナロジーに基づいた音源化を行い、音場計算を実施します。
音源は、流れ場中の四重極音源分布と、物体表面の二重極音源分布に対応しています。
流体解析結果
表面圧力および流速の瞬時値
(等値面は渦運動の様子を表している)
周波数領域での物体表面音圧データ
Curlの式によると、物体表面音圧が音源となる(ミラー後方に強い音源がある)
※音源の可視化には可視化ツール(EnSight)を使用
音響解析結果
抽出した音源から放射される音場
(ミラー後方の壁に強い音圧が発生している)
その他の流体音解析事例
噴流(ジェット)から発生する騒音の解析
L字管流れから発生する音の解析
T字管流れから発生する透過音の解析
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