音振動とは？ 現象もモデリング方法も多種多様、まずは振動の基本から学ぶ：1Dモデリングの勘所（6）（2/4 ページ）

「1Dモデリング」に関する連載。今回（連載第6回）と次回で「音振動」のモデリングを扱う。今回は、振動に着目することにし、最も身近な振動現象を提供している“振り子”を例に振動の基本を学ぶ。続いて、振動の「1Dモデリング」の最も一般的な方法である「MCKモデリング」とその解法について紹介する。最後に、MCKモデルを用いた自励振動問題を扱う。

[大富浩一／日本機械学会 設計研究会，MONOist]

振動の現象別／製品別分類と流体関連振動の分類

　振動をその現象面から分類したのが表1である。ここで表記した項目ごとに、適切なモデリング方法、解法が存在する。簡単な系であれば、理論解を導出することもできるが、一般的には自由振動、自励振動は固有値問題に、強制振動、過渡応答は時刻歴応答問題に落とし込む。

表1　振動の分類例［クリックで拡大］

　表2に、振動の製品別分類例を示す。このように、振動はほとんどの製品で発生する現象といえる。大型の製品では振動が致命的な問題となることがある。一方、自動車などにおいては、振動自体が致命的な欠陥となることはないが、“乗り心地”といった製品の付加価値に結び付く場合もある。このようなケースでは、音振動を感じる人のモデリングも必要となる（これに関しては別途紹介する）。

表2　振動の製品別分類例［クリックで拡大］

　また、流体（空気、水）が原因となって発生する振動も現場では問題となる。これは「流体関連振動」と呼ばれ、表3に示すように分類される。図1の入力部分が流体に起因するということで、入力部分のモデリング以外は表1と同様の手順でモデリング可能である。

表3　流体関連振動［クリックで拡大］