低圧ファンの設計理論およびファン騒音の予測理論に関する基礎と応用

低圧ファンはプラント、家電、自動車、パソコンなど、私たちの身近な機械で数多く利用されています。これらのファンでは、その空力性能を向上させるだけではなく、ファン騒音を低減させることも重要な課題となります。 　このセミナーでは、流れと騒音の計測技術、ファン騒音の発生のメカニズム、ファン騒音の分類、高性能ファンの開発事例、機械学習に基づくファン騒音の予測、さらに適応的実験計画法に基づく羽根形状の最適化までをわかりやすく解説します。軸流ファン、ジェットファン、多翼ファン、プロペラファンなど、さまざまなファンの開発事例を通して、低騒音ファンの開発に関する指針をわかりやすく解説します。また、可能な限り質疑応答の時間を多く確保して、個別のファン騒音の課題に対するアプローチをアドバイスします。

1. 騒音の計測と空力騒音の基礎
   1. 騒音の計測
      1. 音波、音圧、平面波
      2. 音圧レベル、音響パワーレベル
      3. 騒音計、マイクロホン
      4. 全帯域騒音、暗騒音 (騒音の加算と減算)
      5. スペクトル解析 (フーリエ変換)
   2. 空力騒音の基礎
      1. 空力音 (Lighthill-Curleの理論)
      2. 空力音源
         • 単極子
         • 双極子
         • 四極子
      3. 離散周波数騒音 (単独翼から発生する空力音)
      4. 広帯域騒音 (回転する単独翼から発生する空力音)
      5. スパン方向相関長さ
2. 羽根車の回転運動とファン騒音の基礎
   1. 羽根車の回転運動
      1. 角運動量保存の法則
         • 質点の運動
         • 流体の回転
      2. 速度三角形
         • 理論全圧
         • 予旋回
         • 滑り速度
   2. ファン性能の基礎
      1. 相関面積 (Doakの理論)
      2. 流入乱流騒音 (Sharlandの理論)
      3. 後流乱流騒音 (Fukanoの理論)
      4. ファン騒音の予測 (演習)
3. 軸流ファンの空力騒音と開発事例
   1. ファン騒音の分類
   2. 軸流ファンの空力騒音
      1. 乱流騒音 (Leapmannの理論)
      2. 動翼回転騒音
         • 第1種
         • 第2種
      3. 干渉騒音 (Tyler-Sofrinの理論)
   3. 開発事例 (エンジン冷却段ファン)
4. 多翼ファンの空力騒音と開発事例
   1. 多翼ファンの性能試験と内部流れの測定
   2. 多翼ファンの空力騒音
      1. 旋回失速音 (インフラソニック音)
      2. 舌部干渉騒音 (空力騒音のモデリング)
   3. 開発事例 (浴室乾燥機ファン)
5. 機械学習に基づくファン騒音の予測と最適化
   1. 後縁騒音 (Amietの理論)
   2. 機械学習に基づくファン騒音の予測
      1. 教師データの測定 (風洞試験)
      2. 回帰モデル (決定木)
      3. 平板から発生する空力騒音の予測
      4. 軸流ファンから発生する空力騒音の予測
   3. 適応的実験計画法に基づく羽根形状の最適化
• 質疑応答