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音響解析とは

音響解析のニーズと目的

ニーズ

世の中が進歩して生活のレベルが向上すると音に対する要求が高まると言われています。日本の工業製品も付加価値を高めるために振動を抑える質感、高級感を出すために音を設計するといった試みがされています。

自動車や電子機器などの工業製品に対する静粛性の要求は高く音源と思われる振動源や流体からの音の発生を抑えたい、うまくコントロールしたいというがニーズが非常に多くなっています。

   Noise(騒音)⇒ 低減    静粛化が製品価値の1つの指標となっている。      

   Sound(快音)⇒ 音作り  オーディオ、楽器等では音作りは最重要な技術

  •  音の発生、音の伝播現象のメカニズムを知りたい
  •  今迄実験中心に音の問題に取組んできたがCAEに置換えられないか
  •  振動や流体からの音を下げるにはCAEをどう使えばいいのか
  •  遮音、吸音、透過音など音を下げるための対策は?
  •  ドアを閉める時の音で高級感を出したい

音響解析の最近の動向

ここ数年のソフト・ハードの進歩により構造解析・流体解析等と同等の3D詳細モデルでの音のシミュレーションが可能になった。

1.音響現象の可視化

 どういう風に音が伝わっていくのか音の放射、伝播して行く状況を目で確認する
  • コンター図表示(音圧マップ)
  • アニメーション表示(音響伝播状況)

2.音響現象の可聴化

 解析した結果の音を聞いて実験など実際の音と比較する
  • 音ファイル(音再生)による視聴

音響解析の手法

  • BEM ( Boundary Element Method:境界要素法 ) の限界
  • FMBEM ( Fast Multipole BEM:高速多重極境界要素法 )
  • FEM ( Finite Element Method:有限要素法 )  ⇒ Actran
      大規模・詳細モデル解析可能

       音響ソフトでもFEMが中心となってきている

音源の種類

振動音

◎ 音源
⇒ 構造物の振動から発生する音
⇒ 構造物の表面及び内部から発生

流体音

◎ 音源
⇒ 流体中の固体壁近傍に発生する乱流渦
⇒ 乱流渦が発生している領域から発生

ACTRANinfo001.png

構造物から発生する振動音

構造物が振動してどんな音がするのか?

周波数応答解析(振動解析:Nastran等)を用いて、音響解析へ

  • パワートレインからの放射音
  • マフラーからの放射音
  • 構造物からの放射音ACTRANinfo002.png

流体渦から発生する流体音

流れに起因する音を予測

CFD(流体解析)の流れ場の結果を用いて音響解析へ

  • 自動車ドアミラーの風切り音
  • 掃除機の気流音     
  • ファン騒音 などACTRANinfo003.png

解析事例ー流体・構造・音響の3連成解析

自動車の走行に伴う
ドアミラー近傍の流体音⇒ドアガラスを加振⇒振動音の車室内伝搬
ACTRANinfo004.png

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