学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点

採択課題 【詳細】

jh180007-MDH エアリード楽器および音響機器における大規模音響流体解析
Large scale acoustic-fluid analysis on air-jet instruments and some pieces of acoustic equipment
課題代表者 高橋公也(九州工業大学) /
Kin'ya Takahashi(Kyushu Institute of Technology)
概要 本研究では、低マッハ数における流体音(空力音)発生機構の大規模解析を行う。特に、エッジトーンを音源とするリコーダー、オルガンパイプ、オカリナ等のエアリード楽器の発音機構、木管楽器の音孔の開閉に伴う異音の発生機構、リード木管楽器マウスピース内音圧の発生機構、エオルス音の発生機構、バスレフスピーカーのポートノイズの発生機構等の問題を取り扱う。低マッハ数における流体音は、航空騒音等で問題となる高マッハ数の流体音と異なる特性を持つことが知られている。そこで、低マッハ数における流体音の発生メカニズムとその特性(例えば、流速と発生する音響エネルギーの関係)を明らかにするために、LESを用いた圧縮流体の高精度の数値計算を行い、流体音の基礎理論に基づく解析を行う。圧縮流体の解析では、流体と音を同時に再現するために、より細かなメッシュが必要であり、時間刻みも10-7~10-8 sにすることが必要で、2次元の計算でも計算機の負荷は極めて大きい。さらに、2次元と3次元では流体および音の性質が異なることが知られている。そのため、流体音の発生メカニズムの解明には大規模な3次元計算を行う必要がある。これまでの研究で、2次元計算に基づく基礎的な解析および一部の3次元解析を行ってきた。本研究ではこれまでの研究をさらに発展させ、3次元解析に必要な大規模並列解析の効率化とそれに伴うプレポスト処理および可視化の問題を解決し3次元の流体音の発生機構の解析を行う。さらに、低マッハ数領域の圧縮流体の計算に必要なOpenFOAMの開発改良を行う。
報告書等 研究紹介ポスター / 最終報告書
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Update:2018.4.1