JP4184401B2 - ジェット騒音の音源モデル化方法、ジェット騒音の解析方法および航空機の設計方法 - Google Patents
ジェット騒音の音源モデル化方法、ジェット騒音の解析方法および航空機の設計方法 Download PDFInfo
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Description
Navie-Stokes(DNS)といった、非定常Navier-Stokes(NS)解析を行い、その結果得られた圧力変動から、周囲の音場の状態を求めている。非定常NS解析には、膨大な計算時間がかかるので、現存する計算機の能力では、実機大の解析は、極めて困難であり、実質的に不可能である。
予め把握されているジェット流に関する遠方自由音場での騒音レベルに基づいて、各点音源の位相を求めることを特徴とするジェット騒音の音源モデル化方法である。
Navier Stokes)解析によって、ジェット流31の定常流れ場の諸元(以下「定常流諸元」という)を解いて求める。ジェット流31の定常流諸元には、速度、温度、圧力、乱流強度、乱流減衰率などが含まれている。ステップs2での諸元算出が終了すると、ステップs3に進む。
Boundary Element Method;略称FMBEM)を用いる。
Simulation)などによって、図4に示すようにジェット流31の非定常流の解析を行い、ジェット流31から発生するジェット騒音を直接計算する方法が盛んに研究されている。しかし実際問題として、現存のコンピュータの能力では、実機相当の範囲にわたって、高レイノルズ数条件に対応した十分な格子数を取って計算すると、計算時間が膨大になるなどの問題があり、実用化することができない。
Navier-Stokes)解析の結果から得られる定常流諸元を用いて、ジェット騒音を推算する。定常RANS解析は、計算流体力学(Computational Fluid Dynamics;略称CFD)に基づく解析(以下「CFD解析」という)である。本発明では、CFD解析は、定常解析で済み、さらに今回の場合は軸対称の2次元流を対象として解析すればよく、大幅に数値計算を軽減することができる。
γ:比熱比
δ:ディラックのδ関数
y2:座標位置x2のy座標値
r2:座標位置x2のr座標値
α2:座標位置x2のα座標値
i:虚数単位
pa:音波の伝播係数
D:ノズル30の出口の内径
uj:ジェット出口速度
x2:ジェット流31内部の任意の点の座標
x:ジェット流31から遠方の任意の点の座標
そしてステップs6では、式(7)で求まる算出騒音レベルL^mから既知騒音レベルLmを減算した差の2乗和が最小となるように、たとえば最適化アルゴリズムを用いて、各点音源Onの位相ψnを決定する。この位相決定のための最適化アルゴリズムは、特に限定されるものではなく、勾配法、遺伝的アルゴリズムなどを用いることができる。このように、音源強度Snと位相ψnとで規定される、複数の点音源Onで表され音源モデルが生成される。
21 入力手段
22 記憶手段
23 外部記録手段
24 演算手段
25 出力手段
30 ノズル
31 ジェット流
50 遮蔽板
L ジェット軸線
O1,O2,…,On 点音源
Claims (4)
- ジェット流を解析して求められるジェット音源の強度分布を離散化し、複数の点音源を設定して各点音源の音源強度を求め、
予め把握されているジェット流に関する遠方自由音場での騒音レベルに基づいて、各点音源の位相を求めることを特徴とするジェット騒音の音源モデル化方法。 - ジェット流のジェット軸線に沿って、各点音源を設定することを特徴とする請求項1に記載のジェット騒音の音源モデル化方法。
- 請求項1または2に記載のジェット騒音の音源モデル化方法によって生成される音源モデルを用いて、ジェット騒音による周辺の音場を解析することを特徴とするジェット騒音の解析方法。
- 請求項3に記載のジェット騒音の解析方法によって、機体によるジェット騒音への影響を考慮して航空機を設計することを特徴とする航空機の設計方法。
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