測定環境におけるレーザ振動計を用いた自動車の全体スキャン。

風洞試験

新しいSMARTシリーズが実現する、風洞試験での最高精度

最新世代のレーザードップラー振動計(LDV)であるSMARTシリーズは、風洞内での高精度な振動測定に対応する包括的なソリューションです。LDVは非接触で振動を測定でき、自動車、航空、建設などの幅広い分野のさまざまな用途に活用できます。自動車、航空機、高層建築物、橋梁、あるいはそれらの模型を、風洞内で総合的かつリアルタイムに、最高レベルの精度で解析できるようになりました。

風洞内の自動車を対象とした車両全体の振動測定。
風洞内の車両模型を対象とした全体振動測定

自動車産業:車両安定性の最適化

構造ダイナミクス、空力特性、音響特性の最適化は、現代の車両開発を成功に導く重要な要素です。OptometのSMARTシリーズを使用すれば、風洞内で車両模型を試験し、空力加振下の振動挙動に関する高精度なデータを取得できます。非接触レーザードップラー振動計測により、空気の流れに影響を与えることなく、車両全体に生じるごく微小な振動も360°にわたって測定できます。

車両開発におけるメリット

快適性の向上:

振動を高精度に検出・解析することで、車室内に伝わる不快な振動を最小限に抑えられます。その結果、車室内の騒音と振動が低減され、乗り心地が大幅に向上します。

走行ダイナミクスの最適化:

走行中に風や路面状態などの外的要因によって生じる振動は、風洞での測定を活用して再現し、最適化できます。これにより走行安定性が向上し、全体としてより滑らかで快適な走行感が得られます。

構造健全性の確保:

空力特性と振動特性を最適化しながら、車両の構造健全性も損なわれません。SMARTシリーズは振動を高精度に検出するため、エンジニアは車両構造の安定性と安全性を確保できます。

空力性能の向上:

SMART振動計システムによる非接触振動測定では、気流を妨げないため、空力特性も同時に評価できます。また、車体周囲の流れは、失速や渦放出などによって振動を引き起こすことがあります。そのため、振動データを車体形状の最適化や空気抵抗の最小化に活用でき、ひいてはエネルギー効率の向上につながります。

風洞内の航空機模型全体を対象とした振動測定。
風洞内の航空機模型における振動測定

航空分野:騒音・振動の低減

航空分野では、騒音と振動の低減が、乗客の安全性と快適性、さらに航空機部品の構造寿命において重要な役割を果たします。OptometのSMARTシリーズは、風洞内の航空機模型に生じるごく微小な振動も高精度に検出できます。これにより、構造上の脆弱箇所を早期に特定し、的確な改善を図ることができます。

航空機開発におけるメリット:

騒音放射の低減:

主翼やエンジンなど、航空機の重要箇所における振動を高精度に検出することで、不快な騒音を早期に特定し、的確に低減できます。これにより、コックピットおよび客室内の音環境が大幅に改善され、乗客と乗務員の快適性が大きく向上します。

効率向上に向けた振動の最適化:

SMARTシリーズは、飛行中の空力荷重や機械的負荷によって生じる振動を測定します。得られた詳細なデータにより、エンジニアは一律に過剰設計するのではなく、航空機構造を的確に最適化できます。これにより、振動、材料疲労、メンテナンス負担に加えて部品重量も低減され、効率が向上します。

安全性と信頼性の向上:

SMARTシリーズは、極めて微小な振動まで監視・解析することで、構造安全性の向上に貢献します。エンジニアは、荷重を受ける航空機の挙動をより深く理解し、航空機全体の信頼性向上につながる的確な判断を下すことができます。

空力性能の向上:

構造物に発生する振動は、流れの剥離や渦といった空力現象を示している場合があります。SMARTシリーズを使用することで、開発者はそのような領域を特定し、形状を的確に調整して、気流と効率を改善できます。

モデル全体の振動を測定するために風洞内に設置されたタワーモデル。
風荷重下における高層建築物モデルの振動解析

建設工学:高層建築物の構造計算

建設業界において、振動解析は高層建築物の安定性と安全性を確保するうえで中心的な役割を果たします。OptometのSMARTシリーズは、風洞内の高層建築物モデルに生じる振動の測定に特化して活用されています。この先進技術により、風荷重下における構造物の挙動に関する高精度なデータが得られ、建築設計を合理的に最適化できます。

高層建築物の開発におけるメリット:

風荷重下での安定性と安全性:

SMARTシリーズは、高層建築物モデルの大きな動きから微小な振動まで捉え、構造物が強い風力にどのように応答するかについて有用な情報を提供します。エンジニアはこれらのデータを活用して、極端な気象条件下でも建築物が安定性を維持し、外力によって揺れが増大しないことを確認できます。

脆弱箇所の早期発見:

高精度な振動マップを用いることで、建築構造の脆弱箇所を早期に特定できます。その箇所を的確に補強することで、建築物の長期的な安定性と安全性を確保できます。

建築設計の最適化:

建築家やエンジニアは、SMARTシリーズで取得した詳細な振動データに基づき、風力の影響を受けにくくなるよう高層建築物の設計を調整できます。これにより、構造効率が向上し、より安全な建築物を実現できます。

風洞における実環境条件のシミュレーション:

SMARTシリーズを使用することで、現実に近い風況下における建築物モデルの挙動をシミュレーションできます。取得したデータから、実環境において高層建築物が風やその他の外力にどのように応答するかを高精度に予測できます。

風洞内の橋梁模型全体を対象とした振動測定。
風洞内における橋梁モデルの振動解析

建設工学:橋梁の構造計算

橋梁の振動解析は、こうした複雑な構造物の安定性と安全性を確保するうえで極めて重要な役割を果たします。SMARTシリーズを使用すれば、風洞内の橋梁モデルで高精度な振動測定を行い、風荷重下での挙動に関する有用なデータを取得できます。これらの知見は、構造健全性の向上や潜在的な脆弱箇所の早期発見に役立ちます。

橋梁開発におけるメリット:

風荷重下での安全性の確保:

SMARTシリーズは、風やその他の外的要因によって橋梁構造物に生じる振動を測定します。高精度な測定結果により、エンジニアは極端な強風条件下でも橋梁が安定性を維持し、危険な振動が発生しないことを確認できます。

構造上の脆弱箇所の早期発見:

振動を詳細に解析することで、橋梁構造物に潜む脆弱箇所を早期に特定し、的確に補強できます。これにより安全性が向上し、構造物の損傷や破損のリスクを最小限に抑えられます。

橋梁の長寿命化:

振動を詳細に解析することで、経年による材料疲労が生じる可能性のある箇所を特定できます。的確な調整と補強を施すことにより、橋梁の耐用年数を延ばし、風やその他の外的要因に対する耐性を高めることができます。

実際の風条件を再現したシミュレーション:

SMARTシリーズを使用すれば、風洞内の橋梁模型について、多数の測定点における振動挙動を非接触で同時に調査できます。得られたデータは、実際の橋梁が供用時に風やその他の動的荷重を受けた際にどのような挙動を示すかを把握するうえで、貴重な知見となります。

研究・開発・産業における振動計測 – Optometがお客様の要件に最適なソリューションをご提供します。

お問い合わせ