Nastran キャビン騒音解析(こもり音解析)

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ソリッドボーン・ノイズ

乗り物の振動騒音性能は、乗り心地品質に影響する重要な性能ですが、そのうちのひとつであるキャビン騒音をコンピュータ上でシミュレートし、構造の音響設計に役立てることができます。キャビン騒音には大きく分けて、空気を伝わって直接進入してくる透過騒音と、エンジンなどの振動が構造を伝わってパネルを振動させ、その結果発生するキャビン内の音圧変動(固体伝播音:ソリッドボーンノイズ)があります。ここで扱うのは固体伝播音です。

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構造と音響の連成解析

構造パネルが振動して発生する低周波騒音は耳を圧迫するような感覚を伴い、一般的に「こもり音」(Booming Noise)と呼ばれています。こもり音の低減には極力キャビンの構造振動を抑える設計が重要になります。これら一連の解析シミュレーションには、Nastran連成解析機能のひとつである構造・音響連成解析(Structural Acoustic Analysis)を使用し、騒音特性の予測から発音メカニズムの検討、そして最終的に構造変更による騒音低減効果の評価までを行います。

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キャビン騒音と構造最適化

上記騒音シミュレーションの結果を利用して騒音改善を図るには、寄与率解析を行って、どのような振動モードがキャビンの音圧変動をもたらしているのかを分析し、その振動を抑えるように剛性アップを行います。しかし構造部材の剛性アップは重量増加を伴うため、極力重量を増加させずに騒音だけを低下させる必要があり、実際のところその構造変更検討には膨大な時間を要してしまいます。そのような場合にはNastranの構造最適化機能が大変役立ちます。