騒音シミュレーション事例：CAEと計測技術を使った振動・騒音対策（20）（3/4 ページ）

» 2023年12月13日 09時00分公開

[高橋良一／ＲＴデザインラボ代表，MONOist]

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ルーバー（louver）の遮音性能予測

　ルーバーは光と音を遮る格子戸のようなものです。図8にルーバーを示します。ルーバーは壁ではないため、風通しが良い必要があります。

図8　ルーバー［クリックで拡大］

　ルーバーの遮音性能を予測しました。図9にルーバーの音響解析モデルを示します。

図9　ルーバーの音響解析モデル［クリックで拡大］

　式16に等価損失TLの測定に使用する計算式を示します（参考文献［2］）。

式16

　等価吸音面積は次式で定義されます。

式17

　図8の受音側壁面の吸音率を調整することで式16第3項を0にできるため、そのような境界条件としました。図10にシミュレーション結果を示します。このようにシミュレーションによってルーバーの等価損失が予測できます。

図10　音圧レベルのシミュレーション結果［クリックで拡大］

参考文献：

［2］日本規格協会｜実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法｜JIS A 1416（2000）

ルーバーの流体シミュレーション例

　ルーバーには、遮音性能と風通しの両方が求められますが、ルーバーの隙間を小さくしたり、空気の流れを迂回（うかい）させたりすると遮音性能は向上しますが、風通しが悪くなります。遮音性能と風通しは二律背反の関係にあります。流れのシミュレーションを行いました。図11に解析モデルを示します。

図11　ルーバー流体解析の解析モデル［クリックで拡大］

　図12にシミュレーション結果を示します。図12左図が圧力分布、図12右図が速度ベクトルと流線です。圧力分布において上流の圧力が高いほど、流れの抵抗が大きいことになります。つまり、風通しが悪いことになります。流体解析によって風通しの度合いを調べ、音響解析によって遮音性能を予測し、設計の折り合いをつけることになります。これを「設計最適化問題」と表現する方もいます。