JPH0438299B2 - - Google Patents
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- JPH0438299B2 JPH0438299B2 JP25571085A JP25571085A JPH0438299B2 JP H0438299 B2 JPH0438299 B2 JP H0438299B2 JP 25571085 A JP25571085 A JP 25571085A JP 25571085 A JP25571085 A JP 25571085A JP H0438299 B2 JPH0438299 B2 JP H0438299B2
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、とくに近接粒子速度を測定すること
を特徴とするもので、遠距離音場において音響の
放射状態（音圧）を実測しなくても、予測するこ
とができる音響放射状態の予測方法に関するもの
である。
を特徴とするもので、遠距離音場において音響の
放射状態（音圧）を実測しなくても、予測するこ
とができる音響放射状態の予測方法に関するもの
である。
(ロ) 従来の技術
自動車のエンジンやトランスミツシヨン等機械
装置の壁面がどのように振動し、どのような指向
性をもつ音が放射されているかを知ることは騒音
対策の観点から重要である。
装置の壁面がどのように振動し、どのような指向
性をもつ音が放射されているかを知ることは騒音
対策の観点から重要である。
音源の解析方法として近年音響インテンシテイ
法（以下AI法という。）が注目され、一般に使用
されてきている。AI法は、２本のマイクロホン
により音響エネルギーの流れを計測するもので、
これにより音の方向を検出し、容易に音源を同定
することが可能となつている。（ジエー．ウワイ．
チユング、デー．エイ．ブラザー「クロススペク
トル法による音響インテンシテイの計測における
最近の発展」、米国オートモビールエンジニアリ
ング・ソサイテイ 810396（Ｊ・Ｙ・Chung and
Ｄ・Ａ・Blaser：Recent Developments in the
Measurement of Acoustic Intensity Using
the Cross−Spectral Method，SAE810396）参
照）、（阿部武「音響インテンシテイ法の応用技術
と展望」自動車技術会シンポジウム1983参照） 最近、AI法を応用し、インテンシテイばかり
でなく粒子速度分布を、位相をふくめて測定し
て、振動面の近接音場、さらに、遠距離での指向
性との関連について明らかにする研究が行なわれ
ている。（梅澤清彦、北条春夫、北野正：「近接音
場計測による板の振動と遠距離音場の推定」日本
機械学会講演論文集No.847−１（1984）240参照） 音源探査装置（音響インテンシテイ測定装置）
として、音響インテンシテイを測定する装置が市
販されているが、振動面の近傍においては正確に
音源の位置を示さない場合がある。また、音源か
ら放射される音の指向性や遠距離に発生している
音のレベルを知ることができない。
法（以下AI法という。）が注目され、一般に使用
されてきている。AI法は、２本のマイクロホン
により音響エネルギーの流れを計測するもので、
これにより音の方向を検出し、容易に音源を同定
することが可能となつている。（ジエー．ウワイ．
チユング、デー．エイ．ブラザー「クロススペク
トル法による音響インテンシテイの計測における
最近の発展」、米国オートモビールエンジニアリ
ング・ソサイテイ 810396（Ｊ・Ｙ・Chung and
Ｄ・Ａ・Blaser：Recent Developments in the
Measurement of Acoustic Intensity Using
the Cross−Spectral Method，SAE810396）参
照）、（阿部武「音響インテンシテイ法の応用技術
と展望」自動車技術会シンポジウム1983参照） 最近、AI法を応用し、インテンシテイばかり
でなく粒子速度分布を、位相をふくめて測定し
て、振動面の近接音場、さらに、遠距離での指向
性との関連について明らかにする研究が行なわれ
ている。（梅澤清彦、北条春夫、北野正：「近接音
場計測による板の振動と遠距離音場の推定」日本
機械学会講演論文集No.847−１（1984）240参照） 音源探査装置（音響インテンシテイ測定装置）
として、音響インテンシテイを測定する装置が市
販されているが、振動面の近傍においては正確に
音源の位置を示さない場合がある。また、音源か
ら放射される音の指向性や遠距離に発生している
音のレベルを知ることができない。
音の放射の予測システム（直接振動を測定する
方法）として、音源から放射される音の指向性や
遠距離に発生している音のレベルを実験的に予測
するのに、従来は振動面を細かく分割して、その
表面の振動を測定し、それより指向性および遠距
離での音圧を計算していたが、計測に多大の時間
と労力を要していた。（落合「デイーゼルエンジ
ンの振動と騒音のよりよき理解のための簡単なモ
デル技術」米国オートモビールエンジニアリング
ソサイテイ、750834（T.Ochiai，M.Aisaka and
S.Sakata：Simple Model Technique for
Better Understanding of Diesel Engine
Vibration and Noise，SAE750834）） 音響インテンシテイ−計測装置として、特開昭
58−28631号公報には、音波の進行方向に適宜距
離を隔てて配設された１対のマイクロホンと、上
記１対のマイクロホンの出力の平均値および差を
それぞれ演算する加算回路および減算回路と、上
記減算回路の出力を積分する積分器と、上記積分
器の出力と上記加算回路の出力とを乗算する乗算
器と、上記乗算器の出力を平均化する平均化回路
とを具えた装置が公開されている。
方法）として、音源から放射される音の指向性や
遠距離に発生している音のレベルを実験的に予測
するのに、従来は振動面を細かく分割して、その
表面の振動を測定し、それより指向性および遠距
離での音圧を計算していたが、計測に多大の時間
と労力を要していた。（落合「デイーゼルエンジ
ンの振動と騒音のよりよき理解のための簡単なモ
デル技術」米国オートモビールエンジニアリング
ソサイテイ、750834（T.Ochiai，M.Aisaka and
S.Sakata：Simple Model Technique for
Better Understanding of Diesel Engine
Vibration and Noise，SAE750834）） 音響インテンシテイ−計測装置として、特開昭
58−28631号公報には、音波の進行方向に適宜距
離を隔てて配設された１対のマイクロホンと、上
記１対のマイクロホンの出力の平均値および差を
それぞれ演算する加算回路および減算回路と、上
記減算回路の出力を積分する積分器と、上記積分
器の出力と上記加算回路の出力とを乗算する乗算
器と、上記乗算器の出力を平均化する平均化回路
とを具えた装置が公開されている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
本発明は、従来の音源探査、直接振動測定等よ
り一歩進んで、音源の振動モードや放射される音
の指向性を知り、さらに、遠距離地点に生ずる音
圧レベルも予測しようとするもので、振動面の近
傍において、近接粒子速度と位相を測定すること
により簡便に振動面の振動モードを知り、さら
に、計測した粒子速度と位相より音の指向性と遠
距離における音圧レベルを知ることができる近接
粒子速度測定による音の放射を予測する音響放射
状態の予測方法を提供することを目的とする。
り一歩進んで、音源の振動モードや放射される音
の指向性を知り、さらに、遠距離地点に生ずる音
圧レベルも予測しようとするもので、振動面の近
傍において、近接粒子速度と位相を測定すること
により簡便に振動面の振動モードを知り、さら
に、計測した粒子速度と位相より音の指向性と遠
距離における音圧レベルを知ることができる近接
粒子速度測定による音の放射を予測する音響放射
状態の予測方法を提供することを目的とする。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明の構成は、振動面の近傍において、音響
インテンシテイ用の２本の移動マイクロホンと位
相基準用の１方の固定マイクロホンを用い、近接
する２点の音圧と位相を測定することにより、近
接粒子速度と位相を測定し、その分布より振動面
の振動モードを検知し、さらに、計測した粒子速
度と位相より、振動面の近傍に、計測した粒子速
度に応じた強さの単音源が分布しているものとし
て、それぞれの要素から放射される騒音をベクト
ル的に重畳することにより遠距離での音圧を計算
予測することを特徴とする音響放射状態の予測方
法で、３本のマイクロホンを使い音源近接面にお
いて、その面と垂直方向の近接粒子速度と位相を
測定し、音源の振動モードを知ると共に、このよ
うに測定した近接面の情報より遠距離音場での音
圧分布を計算、予測するシステムを開発したもの
である。
インテンシテイ用の２本の移動マイクロホンと位
相基準用の１方の固定マイクロホンを用い、近接
する２点の音圧と位相を測定することにより、近
接粒子速度と位相を測定し、その分布より振動面
の振動モードを検知し、さらに、計測した粒子速
度と位相より、振動面の近傍に、計測した粒子速
度に応じた強さの単音源が分布しているものとし
て、それぞれの要素から放射される騒音をベクト
ル的に重畳することにより遠距離での音圧を計算
予測することを特徴とする音響放射状態の予測方
法で、３本のマイクロホンを使い音源近接面にお
いて、その面と垂直方向の近接粒子速度と位相を
測定し、音源の振動モードを知ると共に、このよ
うに測定した近接面の情報より遠距離音場での音
圧分布を計算、予測するシステムを開発したもの
である。
(ホ) 実施例
本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
本発明の計測には、第１図に示すように、振動
面４に対し垂直方向において近接する任意の２点
の音圧P1（ｔ）、P2（ｔ）を計測するためにAI計測
用プローブ（音響インテンシテイプローブ）とし
て２本の移動させるマイクロホン１，２と任意の
定点の位相基準（フエース レフアレンス）信号
採取用として１本の固定する定位置のマイクロホ
ン３の計３本のマイクロホンを用いる。第１図中
の符号５，６は、マイクロホン１，２の音響イン
テンシテイ信号（音圧信号）をそれぞれ受けるよ
うに、マイクロホン１，２の出力側に接続された
騒音計（メジヤリングアンプリフアイア）で、音
圧信号を増巾する。符号７は、マイクロホン３の
位相基準信号（音圧信号）を受けるように、マイ
クロホン３の出力側に接続された騒音計で、音圧
信号を増巾する。符号８，９，１０は、騒音計
５，６，７のそれぞれに接続するローパスフイル
タで、必要な周波数帯域にセツトされる。ローパ
スフイルタ８，９，１０を経た信号をマイクロコ
ンピユータ１１に入力し、マイクロコンピユータ
１１で演算処理する。そして出力装置に粒子速度
分布、音響インテンシテイ分布を表示することが
できる。
面４に対し垂直方向において近接する任意の２点
の音圧P1（ｔ）、P2（ｔ）を計測するためにAI計測
用プローブ（音響インテンシテイプローブ）とし
て２本の移動させるマイクロホン１，２と任意の
定点の位相基準（フエース レフアレンス）信号
採取用として１本の固定する定位置のマイクロホ
ン３の計３本のマイクロホンを用いる。第１図中
の符号５，６は、マイクロホン１，２の音響イン
テンシテイ信号（音圧信号）をそれぞれ受けるよ
うに、マイクロホン１，２の出力側に接続された
騒音計（メジヤリングアンプリフアイア）で、音
圧信号を増巾する。符号７は、マイクロホン３の
位相基準信号（音圧信号）を受けるように、マイ
クロホン３の出力側に接続された騒音計で、音圧
信号を増巾する。符号８，９，１０は、騒音計
５，６，７のそれぞれに接続するローパスフイル
タで、必要な周波数帯域にセツトされる。ローパ
スフイルタ８，９，１０を経た信号をマイクロコ
ンピユータ１１に入力し、マイクロコンピユータ
１１で演算処理する。そして出力装置に粒子速度
分布、音響インテンシテイ分布を表示することが
できる。
第２図に示す振動面における粒子速度計測フロ
ー図について説明すると、 第段階では、微小距離Δr離れた２本の移動
マイクロホン（音響インテンシテイプローブ）
１，２の音圧信号を入力とするチヤンネル１，２
および１個所に固定した１本の固定マイクロホン
３の位相基準となる音圧信号を入力とするチヤン
ネル３の計３チヤンネルを同時にサンプリング
し、 第段階では、高速フーリエ変換法（FFT法）
により、チヤンネル１，２の音圧信号のスペクト
ルを計算し、周波数域で音圧を計算する。
ー図について説明すると、 第段階では、微小距離Δr離れた２本の移動
マイクロホン（音響インテンシテイプローブ）
１，２の音圧信号を入力とするチヤンネル１，２
および１個所に固定した１本の固定マイクロホン
３の位相基準となる音圧信号を入力とするチヤン
ネル３の計３チヤンネルを同時にサンプリング
し、 第段階では、高速フーリエ変換法（FFT法）
により、チヤンネル１，２の音圧信号のスペクト
ルを計算し、周波数域で音圧を計算する。
第段階では、チヤンネル３の音圧信号を基準
とした周波数応答計算より、チヤンネル１，２の
音圧信号の周波数域での位相を計算する。
とした周波数応答計算より、チヤンネル１，２の
音圧信号の周波数域での位相を計算する。
第段階では、計算したチヤンネル１，２の音
圧と位相より粒子速度と位相を計算する。
圧と位相より粒子速度と位相を計算する。
そして、粒子速度分布、音響インテンシテイ分
布の等高線を出力することができ、振動面の振動
モードを知ることができる。
布の等高線を出力することができ、振動面の振動
モードを知ることができる。
なお、チヤンネル３の位相基準信号はマイクロ
ホンによるものである必要がなく、振動ピツクア
ツプによる入力でも使用できる。
ホンによるものである必要がなく、振動ピツクア
ツプによる入力でも使用できる。
データ処理は高速フーリエ変換法（FFT法）
により行なつているが、デジタルフイルタを用い
た直接積分法によつても処理が可能である。
により行なつているが、デジタルフイルタを用い
た直接積分法によつても処理が可能である。
本発明は、前記振動モードを検知し、さらに計
測した粒子速度と位相より遠距離での音圧を計算
予測するものである。
測した粒子速度と位相より遠距離での音圧を計算
予測するものである。
つぎに、本発明の粒子速度の測定、遠距離音場
の音圧分布の予測、中型トラツク用トランスミツ
シヨンの音響例などについて説明する。
の音圧分布の予測、中型トラツク用トランスミツ
シヨンの音響例などについて説明する。
粒子速度の測定
(1) 基礎論理
前記の近接した２点の音圧P1（ｔ）、P2（ｔ）を
計測することにより、その２点を結ぶ方向（方向
ｒとする。）の粒子速度Ur（ｔ）を近似的に求め
ることができる。
計測することにより、その２点を結ぶ方向（方向
ｒとする。）の粒子速度Ur（ｔ）を近似的に求め
ることができる。
２点を結ぶ方向ｒの音波の運動方程式
ραUr（ｔ）／αt＋αP（ｔ）／αr＝０ …(1)
ρ：空気密度〔Kg／m3〕、ｔ：時間より、方向
ｒの粒子速度Urは Ur（ｔ）＝−１／ρ∫αP（ｔ）／αrdt …(2) と表わせる。
ｒの粒子速度Urは Ur（ｔ）＝−１／ρ∫αP（ｔ）／αrdt …(2) と表わせる。
ここでαP（ｔ）／αrdtを距離Δr（近接２点の距離
で、 マイクロホン１，２の中心間の距離〔ｍ〕）離れ
た近接２点の音圧P1（ｔ），P2（ｔ）で αP（ｔ）／αr≒P2（ｔ）−P1（ｔ）／Δr…(3) のように近似して(1)式に代入し Ur（ｔ）≒−１／ρΔr∫t -∞（P2（τ）−P1（τ））d
τ…(4) τ：微小時間 と表わすことができる。
で、 マイクロホン１，２の中心間の距離〔ｍ〕）離れ
た近接２点の音圧P1（ｔ），P2（ｔ）で αP（ｔ）／αr≒P2（ｔ）−P1（ｔ）／Δr…(3) のように近似して(1)式に代入し Ur（ｔ）≒−１／ρΔr∫t -∞（P2（τ）−P1（τ））d
τ…(4) τ：微小時間 と表わすことができる。
近接２点の音圧P1（ｔ）、P2（ｔ）を
P1（ｔ）＝P1expj（ωt＋ψ1） …(5)
P2（ｔ）＝P2expj（ωt＋ψ2） …(6)
ω：角周波数、ψ1、ψ2：位相
と表わして、(4)式に、(5)、(6)式を代入することに
より、粒子速度Ur（ｔ）は Ur（ｔ）＝Urexpj（ωt＋ψur） …(7) ただし、 Ur＝１／ρΔrw√2 1＋2 2−21 2（1−
2） ψur＝arg（（P1sinψ1−P2sinψ2）＋ｊ（P2cosψ2−P
1cosψ1）） と表わせる。
より、粒子速度Ur（ｔ）は Ur（ｔ）＝Urexpj（ωt＋ψur） …(7) ただし、 Ur＝１／ρΔrw√2 1＋2 2−21 2（1−
2） ψur＝arg（（P1sinψ1−P2sinψ2）＋ｊ（P2cosψ2−P
1cosψ1）） と表わせる。
(2) 計測方法
第１図に示すように、AI計測プローブ（近接
２点の音圧計測用）の移動させるマイクロホン
１，２と、振動面４の音場における任意の定点に
固定された位相基準となるマイクロホン３からの
３チヤンネルの信号を、騒音計５，６，７、ロー
パスフイルター８，９，１０を経て、同時にサン
プリングし、コンピユータ１１により、高速フー
リエ変換（FFT法）による演算処理を行う、す
なわち、位相基準信号と近接２点との間の周波数
応答関数を計算し、さらに、近接２点で使用する
マイクロホン１，２の位相特性の相違に基因する
位相誤差を補正して近接２点の音圧P1（ｔ）、P2
（ｔ）の位相ψ1、ψ2を定めることができる。こう
して、後記する周波数391Hz、781Hz、1172Hz等の
各周波数において求めた近接２点の音圧P1（ｔ）、
P2（ｔ）と位相ψ1、ψ2を用いて(7)式に代入するこ
とにより粒子速度Ur（ｔ）と位相ψ1、ψ2を求める
ことができる。
２点の音圧計測用）の移動させるマイクロホン
１，２と、振動面４の音場における任意の定点に
固定された位相基準となるマイクロホン３からの
３チヤンネルの信号を、騒音計５，６，７、ロー
パスフイルター８，９，１０を経て、同時にサン
プリングし、コンピユータ１１により、高速フー
リエ変換（FFT法）による演算処理を行う、す
なわち、位相基準信号と近接２点との間の周波数
応答関数を計算し、さらに、近接２点で使用する
マイクロホン１，２の位相特性の相違に基因する
位相誤差を補正して近接２点の音圧P1（ｔ）、P2
（ｔ）の位相ψ1、ψ2を定めることができる。こう
して、後記する周波数391Hz、781Hz、1172Hz等の
各周波数において求めた近接２点の音圧P1（ｔ）、
P2（ｔ）と位相ψ1、ψ2を用いて(7)式に代入するこ
とにより粒子速度Ur（ｔ）と位相ψ1、ψ2を求める
ことができる。
(3) スピーカによる実験装置
第３図に示すように、音源として直径10cmの３
個のスピーカ１２，１３，１４を17.5cmおきに一
列に並べたスピーカボツクス１５を用い、各スピ
ーカ１２，１３，１４が大型実車無響室内の床よ
り1.2ｍの高さの位置になるように配置し、無響
室内において実験する。３個のスピーカ１２，１
３，１４には同一の矩形波信号を入力する。ただ
し、中央のスピーカ１３については配線を逆にし
て入力信号の位相を180゜ずらしている。
個のスピーカ１２，１３，１４を17.5cmおきに一
列に並べたスピーカボツクス１５を用い、各スピ
ーカ１２，１３，１４が大型実車無響室内の床よ
り1.2ｍの高さの位置になるように配置し、無響
室内において実験する。３個のスピーカ１２，１
３，１４には同一の矩形波信号を入力する。ただ
し、中央のスピーカ１３については配線を逆にし
て入力信号の位相を180゜ずらしている。
計測は、スピーカ表面ABCD（XZ平面）（表面
ABCDの枠は振動部分の輪郭を表わす。）より20
mmの距離の近接面X′Z′平面（計測面）において、
25mm間隔で９×23＝207の格子点Nm上でX′Z′平
面に垂直方向（Ｙ方向）の粒子速度Ｕ（ｔ）を計
測する。なお、近接２点のマイクロホン１，２間
の距離Δrは12mmとする。
ABCDの枠は振動部分の輪郭を表わす。）より20
mmの距離の近接面X′Z′平面（計測面）において、
25mm間隔で９×23＝207の格子点Nm上でX′Z′平
面に垂直方向（Ｙ方向）の粒子速度Ｕ（ｔ）を計
測する。なお、近接２点のマイクロホン１，２間
の距離Δrは12mmとする。
(4) 粒子速度分布測定結果
スピーカ１２，１３，１４表面の粒子速度分布
と、同時に計測した音響インテンシテイ分布を等
高線表示したものを第４図および第５図に示す。
第４図は粒子速度分布、第５図は音響インテンシ
テイ分布を示し、各図ａは391Hz、各図ｂは781
Hz、各図ｃは1172Hzの場合を示し、粒子速度の単
位はｍ／sec（×10-3）、音響インテンシテイの単
位はdBである。等高線中の数字は各単位による
計測値である。
と、同時に計測した音響インテンシテイ分布を等
高線表示したものを第４図および第５図に示す。
第４図は粒子速度分布、第５図は音響インテンシ
テイ分布を示し、各図ａは391Hz、各図ｂは781
Hz、各図ｃは1172Hzの場合を示し、粒子速度の単
位はｍ／sec（×10-3）、音響インテンシテイの単
位はdBである。等高線中の数字は各単位による
計測値である。
図中において、中央音源（スピーカ１３の音源
のドツト（．）混じりの等高線は、粒子速度にお
いては逆相部分を示し、音響インテンシテイにお
いては負の部分を示す。第５図の音響インテンシ
テイ分布で注目されるのは、391Hzにおいて中央
部分が負になつていることである。これはこの部
分においてエネルギーの流れが面に向つているこ
とを示し、この周波数において、音響インテンシ
テイ分布のみで音源の位置を同定できるとは言え
ない。このように、音源部であるにもかかわらず
音響インテンシテイが負になる現象は従来より指
摘されており、音響インテンシテイの測定時に注
意すべき点とされている（阿部武「音響インテン
シテイ法の応用技術と展望」自動車技術会「最近
の振動騒音解析技術と大型車の騒音対策に関する
シンポジウム」（1983）参照）。それに対して、粒
子速度分布はスピーカの振動モードも含めて、良
く音源の正確な情報を伝えていると言える。
のドツト（．）混じりの等高線は、粒子速度にお
いては逆相部分を示し、音響インテンシテイにお
いては負の部分を示す。第５図の音響インテンシ
テイ分布で注目されるのは、391Hzにおいて中央
部分が負になつていることである。これはこの部
分においてエネルギーの流れが面に向つているこ
とを示し、この周波数において、音響インテンシ
テイ分布のみで音源の位置を同定できるとは言え
ない。このように、音源部であるにもかかわらず
音響インテンシテイが負になる現象は従来より指
摘されており、音響インテンシテイの測定時に注
意すべき点とされている（阿部武「音響インテン
シテイ法の応用技術と展望」自動車技術会「最近
の振動騒音解析技術と大型車の騒音対策に関する
シンポジウム」（1983）参照）。それに対して、粒
子速度分布はスピーカの振動モードも含めて、良
く音源の正確な情報を伝えていると言える。
遠距離音場の音圧分布の予測
(1) 基礎理論
振動面（X′Z′面）４の放射音は微小要素に分割
し、それぞれを点音源とみなして計算する。
し、それぞれを点音源とみなして計算する。
第６図に示すように、ｎ×ｍ個に分割された平
面（a11 a1n amn am1平面）上で、面積Sijをも
つ要素aijが ξ・＝Vijexpj（ωt＋ψij） …(8) Vij：振動速度、ψij：位相の速度で振動してい
るとすると、点Ｐにおける速度ポテンシヤルφ
は、 φ＝１／2πo 〓j=1 n 〓i=1 VijSijexpi（ωt＋ψij−krij／rij …(9) ｋ：波長定数、rij：要素aijから点Ｐまでの距
離 と表される。これより点Ｐの音圧ｐは、 ｐ＝ρφ・＝jρdφ／dt …(10) により計算できる。
面（a11 a1n amn am1平面）上で、面積Sijをも
つ要素aijが ξ・＝Vijexpj（ωt＋ψij） …(8) Vij：振動速度、ψij：位相の速度で振動してい
るとすると、点Ｐにおける速度ポテンシヤルφ
は、 φ＝１／2πo 〓j=1 n 〓i=1 VijSijexpi（ωt＋ψij−krij／rij …(9) ｋ：波長定数、rij：要素aijから点Ｐまでの距
離 と表される。これより点Ｐの音圧ｐは、 ｐ＝ρφ・＝jρdφ／dt …(10) により計算できる。
(2) 音圧分布の計算と測定結果
振動表面の振動速度のかわりに、近接面におけ
る垂直方向（Ｙ方向）の粒子速度によつても音圧
Ｐ（ｔ）は計算できる。（前記機械学会論文集参
照）計測した粒子速度Ur（ｔ）と位相ψを使い、
前述(1)の論理にあてはめて遠距離音場の音圧分
布を計算できる。
る垂直方向（Ｙ方向）の粒子速度によつても音圧
Ｐ（ｔ）は計算できる。（前記機械学会論文集参
照）計測した粒子速度Ur（ｔ）と位相ψを使い、
前述(1)の論理にあてはめて遠距離音場の音圧分
布を計算できる。
実験を行なう実車無響室の床面は固いコンクリ
ートであり、反射率はほぼ1.0と考えられるため
に、第７図に示すように、鏡面原理を適用して床
面Ｆに対称な位置にも実際の音源aijと等価な音
源a′ijを設定して計算を行なう。
ートであり、反射率はほぼ1.0と考えられるため
に、第７図に示すように、鏡面原理を適用して床
面Ｆに対称な位置にも実際の音源aijと等価な音
源a′ijを設定して計算を行なう。
図面中rijは要素aijから点Ｐまでの距離と直接
放射方向を示す。Ｒは反射放射方向を示す。
放射方向を示す。Ｒは反射放射方向を示す。
第８図に示すように、前記スピーカと同じく、
床下から1.2ｍの高さの遠距離音場EFHG（音圧分
布測定面）で符号Ｈの間隔を0.5mmとし、0.5mm間
隔の８×９＝72の格子点Nr上の音圧Ｐ（ｔ）を計
算し、5dB間隔で等高線表示を行なう。その計算
結果（予測結果）と、実際に同じ格子点Nr上で
測定した音圧分布の実測結果を第９図および第１
０図に示す。スピーカ間の干渉現象と床面Ｆの反
射により複雑な音圧分布になつているにもかかわ
らず、計算と実測は音の指向性、音圧レベル共に
良く一致している。
床下から1.2ｍの高さの遠距離音場EFHG（音圧分
布測定面）で符号Ｈの間隔を0.5mmとし、0.5mm間
隔の８×９＝72の格子点Nr上の音圧Ｐ（ｔ）を計
算し、5dB間隔で等高線表示を行なう。その計算
結果（予測結果）と、実際に同じ格子点Nr上で
測定した音圧分布の実測結果を第９図および第１
０図に示す。スピーカ間の干渉現象と床面Ｆの反
射により複雑な音圧分布になつているにもかかわ
らず、計算と実測は音の指向性、音圧レベル共に
良く一致している。
第９図は音圧分布予測結果を、第１０図は音圧
分布予測結果を示し、各図ａは391Hz、各図ｂは
781Hz、各図Ｃは1172Hzの場合を示し、音響イン
テンシテイの単位はdBである。
分布予測結果を示し、各図ａは391Hz、各図ｂは
781Hz、各図Ｃは1172Hzの場合を示し、音響イン
テンシテイの単位はdBである。
自動車のトランスミツシヨン壁面への適用
中型トラツク用トランスミツシヨンの壁面から
の放射音の予測を試みた例について、第１１図な
いし第１４図を参照して説明する。
の放射音の予測を試みた例について、第１１図な
いし第１４図を参照して説明する。
無響室１６内において、壁面の共振周波数でト
ランスミツシヨン底部をシエーカで加振し、壁面
の近接面IJLKにおいて粒子速度Ur（ｔ）を測定
した。壁面から測定面である近接面IJLKまでの
距離は20〜40mmであり、25mm間隔で13×14＝182
の格子点上で測定した。なお、測定する壁面以外
は遮音した。
ランスミツシヨン底部をシエーカで加振し、壁面
の近接面IJLKにおいて粒子速度Ur（ｔ）を測定
した。壁面から測定面である近接面IJLKまでの
距離は20〜40mmであり、25mm間隔で13×14＝182
の格子点上で測定した。なお、測定する壁面以外
は遮音した。
測定した粒子速度Ur（ｔ）より、遠距離音場の
音圧分布を予測し、実測した結果と比較する。
音圧分布を予測し、実測した結果と比較する。
第１２図に測定面IJLKの粒子速度分布を、第
１３図に予測した遠距離音場の音圧分布を、第１
４図には実測した遠距離音場の音圧分布を示し、
各図ａは742Hz、各図ｂは1348Hzの場合で、粒子
速度の単位はｍ／sec（×10-3）、音圧の単位はdB
である。遠距離音場Ｉ、Ｋ−Ｊ、Ｌの大きさは
KLが4.0ｍ、JLが3.5ｍ、壁面の測定面IJLKから
遠距離音場Ｉ、Ｋ−Ｊ、Ｌまでの距離は4.0ｍで
ある。
１３図に予測した遠距離音場の音圧分布を、第１
４図には実測した遠距離音場の音圧分布を示し、
各図ａは742Hz、各図ｂは1348Hzの場合で、粒子
速度の単位はｍ／sec（×10-3）、音圧の単位はdB
である。遠距離音場Ｉ、Ｋ−Ｊ、Ｌの大きさは
KLが4.0ｍ、JLが3.5ｍ、壁面の測定面IJLKから
遠距離音場Ｉ、Ｋ−Ｊ、Ｌまでの距離は4.0ｍで
ある。
スピーカの場合と同様に壁面の振動モードがよ
くわかり、また、予測した音圧分布と実測とは良
く一致している。
くわかり、また、予測した音圧分布と実測とは良
く一致している。
(ヘ) 発明の効果
本発明は、上記のような構成であるから、振動
面の近接点において、粒子速度とその位相を計測
した結果より振動面の振動モードを知ることがで
き、さらに、近接面の粒子速度より予測した遠距
離での音圧分布が実測と良く一致し、音響インテ
ンシテイ測定に対して、従来の方法では不可能で
あつた音源の振動モードの推定、音の指向性の予
測、遠距離に発生する音圧の予測が可能となり、
直接振動を測定する方法に対しては、計測が簡便
であり、計測時間の大巾な時間短縮が可能となる
等、騒音対策に貢献するところが大きく産業上利
用効果が大きいという格別の効果がある。
面の近接点において、粒子速度とその位相を計測
した結果より振動面の振動モードを知ることがで
き、さらに、近接面の粒子速度より予測した遠距
離での音圧分布が実測と良く一致し、音響インテ
ンシテイ測定に対して、従来の方法では不可能で
あつた音源の振動モードの推定、音の指向性の予
測、遠距離に発生する音圧の予測が可能となり、
直接振動を測定する方法に対しては、計測が簡便
であり、計測時間の大巾な時間短縮が可能となる
等、騒音対策に貢献するところが大きく産業上利
用効果が大きいという格別の効果がある。
第１図は粒子速度計測システム図、第２図は粒
子速度計測フロー図、第３図はスピーカによる実
験装置の説明図である。第４図はスピーカ表面の
粒子速度分布図で、同図ａは391Hz、同図ｂは781
Hz、同図ｃは1172Hzの各場合を示す。第５図はス
ピーカ表面の音響インテンシテイ分布図で、同図
ａは391Hz、同図ｂは781Hz、同図ｃは1172Hzの各
場合を示す。第６図は音圧計算の座標系図、第７
図は床の反射のモデル図、第８図は音場の音圧分
布面図である。第９図は遠距離音場の音圧分布予
測結果図で、同図ａは391Hz、同図ｂは781Hz、同
図ｃは1172Hzの各場合を示す。第１０図は遠距離
音場の音圧分布予測結果図で、同図ａは391Hz、
同図ｂは781Hz、同図ｃは1172Hzの各場合を示す。
第１１図は自動車のトランシミツシヨンの説明図
である。第１２図は第１１図のトランスミツシヨ
ン壁の測定面の粒子速度分布図で、同図ａは742
Hz、同図ｂは1348Hzの各場合を示す。第１３図は
トランスミツシヨンの遠距離音場の音圧分布予測
結果図で、同図ａは742Hz、同図ｂは1348Hzの各
場合を示す。第１４図はトランスミツシヨンの遠
距離音場の音圧分布予測結果図で、同図ａは742
Hz、同図ｂは1348Hzの各場合を示す。 １，２，３……マイクロホン、４……音響振動
面、５，６，７……騒音計、８，９，１０……ロ
ーパスフイルター、１１……コンピユータ、１
２，１３，１４……スピーカ、１５……スピーカ
ボツクス、１６……無響室。
子速度計測フロー図、第３図はスピーカによる実
験装置の説明図である。第４図はスピーカ表面の
粒子速度分布図で、同図ａは391Hz、同図ｂは781
Hz、同図ｃは1172Hzの各場合を示す。第５図はス
ピーカ表面の音響インテンシテイ分布図で、同図
ａは391Hz、同図ｂは781Hz、同図ｃは1172Hzの各
場合を示す。第６図は音圧計算の座標系図、第７
図は床の反射のモデル図、第８図は音場の音圧分
布面図である。第９図は遠距離音場の音圧分布予
測結果図で、同図ａは391Hz、同図ｂは781Hz、同
図ｃは1172Hzの各場合を示す。第１０図は遠距離
音場の音圧分布予測結果図で、同図ａは391Hz、
同図ｂは781Hz、同図ｃは1172Hzの各場合を示す。
第１１図は自動車のトランシミツシヨンの説明図
である。第１２図は第１１図のトランスミツシヨ
ン壁の測定面の粒子速度分布図で、同図ａは742
Hz、同図ｂは1348Hzの各場合を示す。第１３図は
トランスミツシヨンの遠距離音場の音圧分布予測
結果図で、同図ａは742Hz、同図ｂは1348Hzの各
場合を示す。第１４図はトランスミツシヨンの遠
距離音場の音圧分布予測結果図で、同図ａは742
Hz、同図ｂは1348Hzの各場合を示す。 １，２，３……マイクロホン、４……音響振動
面、５，６，７……騒音計、８，９，１０……ロ
ーパスフイルター、１１……コンピユータ、１
２，１３，１４……スピーカ、１５……スピーカ
ボツクス、１６……無響室。
Claims (1)
- １ 振動面の近傍において、音響インテンシテイ
用の２本の移動マイクロホンと位相基準用の１本
の固定マイクロホンを用い、近傍する２点の音圧
と位相を測定することにより、近傍粒子速度と位
相を測定し、その分布より振動面の振動モードを
検知し、さらに、計測した粒子速度と位相より、
振動面の近傍に、計測した粒子速度に応じた強さ
の単音源が分布しているものとして、それぞれの
要素から放射される騒音をベクトル的に重畳する
ことにより遠距離での音圧を計算予測することを
特徴とする音響放射状態の予測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25571085A JPS62115326A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 音響放射状態の予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25571085A JPS62115326A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 音響放射状態の予測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62115326A JPS62115326A (ja) | 1987-05-27 |
| JPH0438299B2 true JPH0438299B2 (ja) | 1992-06-24 |
Family
ID=17282559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25571085A Granted JPS62115326A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 音響放射状態の予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62115326A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101877651B1 (ko) * | 2016-12-26 | 2018-07-11 | 주식회사 한화 | 원격지의 소음 예측 장치 및 방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3867057B2 (ja) * | 2003-02-20 | 2007-01-10 | 三井造船株式会社 | 音響センサアレイ、音響診断装置及び音響診断方法 |
| WO2005045376A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-19 | Brüel & Kjær | A method of determining the sound pressure resulting from a surface element of a sound emitting surface |
| NL2004628C2 (nl) * | 2009-11-19 | 2011-05-23 | Univ Twente | Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de akoestische absorptie- en transmissie-coefficient, in het bijzonder op een gekozen positie in een ruimte. |
| CN114577330A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-06-03 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 一种基于球型换能器表面测振的水下远场声场测量系统 |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP25571085A patent/JPS62115326A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101877651B1 (ko) * | 2016-12-26 | 2018-07-11 | 주식회사 한화 | 원격지의 소음 예측 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62115326A (ja) | 1987-05-27 |
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