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

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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.