構造物から生じる空力音の定量的予測を目的とした基礎的風洞実験

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円ならびに矩形断面をもつ2次元柱の発生するエオルス音を対象として精緻な実験を行うことにより,物体周辺の流れ場と,発生する空力音の大きさとの関係を明らかにすることを目的として,低騒音型風洞を用いた実験を行った.まず,精度の高い実験を行うために,音響透過型の2次元側壁を開放型測定部の上下に設置し,低騒化のために,下流側測定胴の内側にウレタンを敷きつめ,さらにウレタンフォームにより縮流比を大きくすることによって,暗騒音の低減をはかった.円形および,1:1,1:3,1:5,1:7.5,の矩形断面をもつ2次元柱を対象として,発生するエオルス音の大きさならびに周波数といった特性に及ぼす風速ならびに仰角の影響を明らかにした.また,発生する渦の軸方向の相関を測定し,相関の変化を解析的に導かれている式において考慮することが,風速の増加に伴う音圧レベルの変化の傾向への整合性をどの程度向上させるかを検討した.1:3および1:5矩形柱模型の音圧レベルについては,後流変動風速の空間相関の変化の考慮によりほぼ説明される結果が得られた.一方1:1正方形柱については,空間相関の変化は音圧レベルとあまり整合しなかった.断面が完全剥離型であるか,再付着型であるかの違いによってこのような特性の違いが生じた可能性があるが,今後さらに検討していく必要がある.また,超小型マイクロホンを50個埋め込んだ圧力模型により,1:3矩形柱模型表面に作用する変動圧力を測定した.マイクロホンの許容入力が小さかったため,空力音を測定した風速(10〜35m/)と比べてずっと小さい2m/sにおける測定しか行えなかったが,発生する空力音に対応する圧力変動の分布特性を明らかにすることができた.こうした変動圧力の測定をさらに行って空力音の発生メカニズムを解明していくことにより,騒音問題の効果的な改善策の考案につながっていくものと思われる.