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騒音・振動レベルの低減とは？課題と対策・製品を解説
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航空（設計・開発）における騒音・振動レベルの低減とは？
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当社の『環境制御ライブラリ』は、航空機環境制御システムの解析と
設計のためのModelicaモデルライブラリです。
同ライブラリは、乗客と乗組員の快適性レベルに影響を与えるエネルギー
消費やサーマル条件を研究するために利用できます。
これら性能面は、湿度や温度など周囲条件の大きなバリエーションに
より影響を受けます。環境制御ライブラリ内のモジュールは、第一原理を
通じてこれらの影響を計算し、双方向のフローを完全にサポートします。
【特長】
■効率的なモデル管理のための柔軟な組成によるユーザー定義の
システムアーキテクチャ
■リアルタイムHILアプリケーションも実現可能な高性能モデル
■地上および飛行中の全ての運転モードの解析のための
双方向のフローを完全サポート
■大規模システムの堅固で迅速なシミュレーションにより湿潤空気の
効率的な表現も可能
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
移動する航空機やヘリコプター等の飛行経路、飛行高度を測定するためのシステムを紹介します。このシステムは航空機の騒音と距離の関係を整理するために作ったものです。
測定システムはある基準点からの水平角と仰角を測定するための 電子セオドライト (工事現場等で見かける三脚の付いた望遠鏡のようなものです)及び電子セオドライトで測定した角度データを1秒間隔の値に補完し、ディスクに保存するための ノートパソコンを組合わせて作成しました。
航空機エンジンを単体で燃焼試験するテストセルに設置された自動大扉です。
本扉は、ジェットエンジンの点検整備後、ジェット燃焼試験中、外部に騒音が漏れない様に、大扉自体が防音構造になっており、2枚の大扉が負圧により固定する装置となっています。
上記の他、様々な製品を当社は客先仕様に基づき、製作・組立まで対応してきました。
その他事例はPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問合せ下さい。
『CONVERGE』では、解適合格子（AMR： Adaptive Mesh Refinement）機能により、
解析変数の勾配に応じて適切なメッシュをソルバーが自動的に制御します。
本事例は、翼周りの超音速流れ場解析を『CONVERGE』を用いて計算した例で、
AMRによって衝撃波が非常に高い解像度で予測できていることを示しています。
【特長】
■解析変数の勾配に応じて適切なメッシュをソルバーが自動的に制御
■AMRによって衝撃波が非常に高い解像度で予測可能
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
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航空（設計・開発）における騒音・振動レベルの低減
航空（設計・開発）における騒音・振動レベルの低減とは？
航空機の設計・開発段階において、機体やエンジンから発生する騒音および振動を最小限に抑えるための取り組みです。これは、航空機の運用による周辺環境への影響を軽減し、乗客や乗員の快適性を向上させることを目的としています。
課題
エンジン騒音の根本的低減
ジェットエンジンの燃焼やファンの回転によって発生する騒音は、航空機騒音の主要因です。その発生メカニズムは複雑で、根本的な低減には高度な技術開発が必要です。
空力騒音の抑制
機体表面を流れる空気の乱れや、フラップ・ギアなどの可動部から発生する空力騒音も無視できません。特に低速時の騒音寄与が大きいです。
構造振動の伝達防止
エンジンの振動や空力的な励振が機体構造に伝わり、客室内の振動として乗員・乗客に影響を与えます。この伝達経路を遮断・減衰させる必要があります。
設計・開発段階での予測精度向上
騒音・振動の発生源や伝達経路を正確に予測し、設計に反映させるためのシミュレーション技術や測定技術の向上が求められています。
対策
先進的なエンジン設計
低騒音ファンブレードの形状最適化、燃焼室の改良、バイパス比の増加などにより、エンジン自体の騒音発生を抑制します。
空力設計の最適化
機体表面の形状を滑らかにし、乱気流の発生を抑える設計や、フラップ・ギアの格納時の空力特性を改善することで空力騒音を低減します。
防振・吸音材の活用
機体構造に防振材や吸音材を効果的に配置し、振動の伝達を遮断したり、発生した騒音を吸収したりします。
高度な数値解析技術
流体力学（CFD）や構造解析（FEA）などの数値シミュレーションを駆使し、設計初期段階から騒音・振動特性を詳細に評価・予測します。
対策に役立つ製品例
流体解析ソフトウェア
機体周りの空気の流れを詳細にシミュレーションし、空力騒音の発生源や大きさを予測・評価することで、騒音低減に繋がる空力設計を支援します。
構造解析ソフトウェア
エンジンの振動や空力的な負荷が機体構造にどのように伝わるかを解析し、振動伝達経路の特定や、効果的な防振対策の設計を可能にします。
高機能吸音材
軽量かつ高い吸音性能を持つ素材で、機体内部に配置することで客室内の騒音レベルを効果的に低減し、快適性を向上させます。
振動制御システム
機体構造に組み込まれ、発生する振動をリアルタイムで検知し、能動的に打ち消すことで 、乗員・乗客への振動伝達を最小限に抑えます。
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