曲円柱から発生する空力音に対する音源特定手法及び音環境改善のための制御手法の開発

弯曲圆柱体气动噪声声源识别方法及声环境改善控制方法开发

• 批准号: 01J06944
• 负责人: 松本 大樹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J06944/
• 关键词: 空気力学的騒音; 円柱; 曲円柱; エオルス音; 速度変動; コヒーレンス; 音源; コヒーレントアウトプットパワー

本年度は,曲円柱およびらせん状に加工した円柱(らせん状ワイヤー)から発生する空力音の音源特定に関する実験を行った.さらに空力音の制御を目的に曲円柱表面からの吹き出し,もしくは吸い込み流を利用した基礎的な制御方法を考案した.らせん状ワイヤーから発生する空力音に関して,音源特定手法を適用し,エオルス音が発生する場合の音源分布を明らかにした研究成果を,Journal of Fluids and Structuresに投稿し,掲載された(Vol.18,2003,pp759-770).次に,曲円柱から発生する空力音の抑制方法に関する基礎的な研究成果を,10th.Asia Pacific Vibration Conference (Australia Gold Coast)にて発表した.この発表では,仕切り板の取り付け幅の違いにより円弧部からのカルマン渦列の放出の抑制効果が変化することを明らかにし,曲円柱から発生するエオルス音の抑制には円弧部からのカルマン渦列を抑制することが有効であることが示された.油点法によって円柱表面の流れの可視化を行い,その処理を目的としたパソコンを購入している.この結果を受けて,円弧部中央部分に空気の吹き出し穴をもうけ,この小孔から定常流を吹き出させることによってエオルス音の抑制が可能であることを実験的に示すことができた.また,小孔の位置によっては吹き出しでは抑制することができず,吸い込みによって抑制できることも新たな知見として得られた.さらには,低周波の音波(20Hz程度)を小孔から放射することによっても発生音を変化させうることが明らかとなり,今後,より積極的に音圧および周波数を可変させることによって,空力音を制御する足がかりを作ることができたと考えている.この結果は来年度以降の学会において発表する予定である.現在,DSPを用いてスピーカを駆動する制御系の設計に取りかかっている.流れの数値解析ソフトウェアは,モデル例として直円柱や複数の円柱まわりの流れ場の解析に利用し,実験における周囲の圧力変動,表面の圧力などの比較によって,今後の利用に耐えることを確認した.このソフトウェアで得られる解析の結果を利用することで空力騒音の予測を行いたいと考えている.DSP関連および画像処理用の設備に補助金の約42%を利用した.解析ソフトウェアに関しては消耗品として計上され,補助金の約30%を利用している.また,国外における研究成果の発表に,補助金の16%を利用した.

This year, the shape of the column is processed, and the sound source is generated. The air force control method is based on the air force control method. Research Results on Sound Source Distribution in the Case of Sound Generation,Journal of Fluids and Structures, Published (Vol. 18, 2003, pp. 759 -770). In addition, the fundamental research results related to the suppression methods of aerodynamic noise generated by curved columns were presented at the 10th Asia Pacific Vibration Conference (Australia Gold Coast). This is the first time that the sound of the vortex train is suppressed. The sound of the vortex train is suppressed. The oil point method is used to visualize the flow on the surface of the column, and the purpose of the treatment is to purchase it. As a result, the air in the center of the arc is blown out of the hole, and the small hole is blown out of the steady flow. The position of the small hole is different from that of the small hole. In the future, the positive sound pressure and frequency can be changed, and the air force sound can be controlled. The results are expected to be published in the coming year. Now,DSP is using the design method of the control system. The numerical analysis of the flow field is carried out by comparing the pressure variation of the surface with the pressure variation of the flow field. About 42% of the grant for DSP related equipment and image processing equipment was utilized. About 30% of the grant was utilized in the analysis of the cost of consumables. In addition, 16% of the grant was utilized for the development of foreign research results.

项目成果

Hiroki Matsumoto, Kohshi Nishida, Ken-ichi Saitoh: "Characteristics of Aerodynamic Sound Sources Generated by Coiled Wires in a Uniform Air Flow"Journal of Fluids and Structures. Vol.18, Issue 6. 759-770 (2003)

Hiroki Matsumoto、Kohshi Nishida、Ken-ichi Saitoh：“均匀气流中盘绕线产生的空气动力学声源的特性”流体与结构杂志。