CASE

卓上ファンの騒音解析

今回は、気温が高くなると重宝する「テーブルファン」についての解析事例を紹介いたします。
様々な装置に利用されているファンですが、回転数の増加とともに発生する「騒音」が問題になってくるかと思われます。
熱流体解析『SOLIDWORKS Flow Simulation』や『Simcenter FLOEFD』では流体に起因する騒音を評価する「音響パワーレベル」というパラメータが備わっています。
今回の解析事例では、「テーブルファン」の解析を行いファンによる気流の流速と音響パワーレベルを評価しています。

回転体（スライディングメッシュ）

■　回転体の設定
スライディングメッシュ
・回転領域を設定して、メッシュ及び部品を回転（スライド）して計算する
・時間依存解析となる

・適用できる問題
円周方向に沿って速度分布が均一にならない問題を含めて幅広い問題に適用可能。非定常解析のみ。

流体騒音の評価方法　「流体パワーレベル（dB）」

SOLIDWORKS Flow Simulation/ Simcenter FLOEFDでは、Proudmanの公式[1]を用いて、流体騒音（音響パワーレベル）を導出しています。Lighthill方程式を基に,等方乱流の単位体積(W/m3)により音響パワーPaを与えます。

単位体積あたりの総音響パワーは音響パワーレベルとしてdBで表示することもできます。

解析条件の設定

下記の通り、解析モデルと回転領域を設定します。

解析結果

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まとめ

今回は、SOLIDWORKS Flow Simulationのスライディングメッシュを使用し、卓上ファンの解析をすることができました。

参考文献

「1」I. Proudman.Generation of Noise by Isotropic Turbulence（等方乱流によるノイズの生成）.Proc.Roy.Soc., A214:119, 1952.
「2」 S. Sarkar and M. Y. Hussaini.Computation of the sound generated by isotropic turbulence（等方乱流によって生成される音の計算）.NASA Contract Report 93-74, NASA Langley Research Center, Hampton, VA, 1993

液体	空気
環境温度	20.05 ℃
圧力	101,325 Pa
各方向への風速	0 m/s
メッシュ数	ケース①：119,171 ケース②：251,192

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