数値空力音響解析による航空機エンジン騒音の伝播に関する研究

本研究の目的は，直交格子に基づく騒音伝播解析ソルバーを構築し，実際の航空機に近い状態でエンジンから発生する騒音の伝播を流れ場も含めて解析することである．本年度は，構築したソルバーでの低騒音航空機形態の最適化，乱流騒音解析手法の高度化，フラップ，スラットなどの高揚力装置を展開させた航空機に対する騒音伝播解析の三つを行った．まず，構築したソルバーでの低騒音航空機形態の最適化を行った．対象とした低騒音航空機形態はエンジンナセルを主翼上面に取り付けたOver-the-Wing Nacelle形態であり，これに関する設計探査は昨年度行っている．今年度は，巡航時における揚抗比の最大化，ナセル単体の抵抗の最小化，機体下方における騒音の最小化を目的として最適化を行った．その結果，昨年度よりも最適なナセル位置の探査に成功した．次に，前年度構築した乱流騒音解析手法の高度化を行った．構築した解析手法はStochastic Noise Generation and Radiation（SNGR）モデルと言い，流れ場の解析と，乱流騒音源の発生，発生した騒音の伝播を分離して解析する．本研究において開発しているSNGRモデルでは，乱流騒音源の発生方法として合成渦法(Synthetic Eddy Method,SEM)を採用しており，本年度では連続の式を満たす合成渦法(Divergence-Free Synthetic Eddy Method,DFSEM)を導入することで手法の更なる高度化を行った．その結果，より乱流の物理現象を再現することができた．最後に，昨年度まで構築していた騒音伝播解析ソルバーを用いて，実機におけるファン騒音機体搭載効果解析技術の開発と検証を行った．ソルバーの大規模並列化への対応を行うことで約１１億点の格子点での解析を実現した．

本研究の目的は，直交格子に基づく騒音伝播解析ソルバーを構築し，実際の航空機に近い状態でエンジンから発生する騒音の伝播を流れ場も含めて解析することである．本年度は，構築したソルバーでの低騒音航空機形態の最適化，乱流騒音解析手法の高度化，フラップ，スラットなどの高揚力装置を展開させた航空機に対する騒音伝播解析の三つを行った．まず，構築したソルバーでの低騒音航空機形態の最適化を行った．対象とした低騒音航空機形態はエンジンナセルを主翼上面に取り付けたOver-the-Wing Nacelle形態であり，これに関する設計探査は昨年度行っている．今年度は，巡航時における揚抗比の最大化，ナセル単体の抵抗の最小化，機体下方における騒音の最小化を目的として最適化を行った．その結果，昨年度よりも最適なナセル位置の探査に成功した．次に，前年度構築した乱流騒音解析手法の高度化を行った．構築した解析手法はStochastic Noise Generation and Radiation（SNGR）モデルと言い，流れ場の解析と，乱流騒音源の発生，発生した騒音の伝播を分離して解析する．本研究において開発しているSNGRモデルでは，乱流騒音源の発生方法として合成渦法(Synthetic Eddy Method,SEM)を採用しており，本年度では連続の式を満たす合成渦法(Divergence-Free Synthetic Eddy Method,DFSEM)を導入することで手法の更なる高度化を行った．その結果，より乱流の物理現象を再現することができた．最後に，昨年度まで構築していた騒音伝播解析ソルバーを用いて，実機におけるファン騒音機体搭載効果解析技術の開発と検証を行った．ソルバーの大規模並列化への対応を行うことで約１１億点の格子点での解析を実現した．