風洞試験による台車部空力音の実験的評価手法の開発

新幹線の車体各部から発生する空力音の中で、パンタグラフをはじめとする車両上部から発生する空力音への対策が進んだ結果、台車部など車両下部から発生する空力音の影響が相対的に増しており、その低減が重要な課題となっています。そこで、実車両下部の流速分布を風洞試験で再現し、風洞において台車部から発生する空力音を定量的に評価する方法を開発しました。

新幹線の営業線の軌道上(スラブ軌道)に熱式流速計を設置して、レール方向およびまくらぎ方向の各位置での車両下部のレール方向の流速成分を測定しました(→スラブ軌道における新幹線車両通過時の車両床下流れの測定)。一方で、風洞において車両模型下部に流速分布を調整する部材等の機構を設置し、実車での流速分布を再現する試験手法を開発しました(図1(a))。本手法により、現地試験で測定された流速分布を精度よく再現できることを確認しました(図1(b))。本手法を用いて台車部からの空力音を風洞で測定し(図2(a))、これに転動音予測手法による転動音の予測値などの寄与を合わせることによってレール近傍での車両下部音全体を推定しました。実測値と予測値を比較したところ、両者の差は概ね3dB以下であり、試験手法の妥当性を確認しました(図2(b))。また300km/h以上の速度域では、500Hz以下の周波数域において車両下部音全体に占める台車部からの空力音の寄与度が大きいことを明らかにしました。

今後は、この風洞試験手法を台車部からの空力音の低減対策の提案、評価に活用していく予定です。

図1 新幹線車両下部における流速分布
(車両から見たレール方向の流速成分)
図2 車両下部音に関する評価結果

関連ページ

PAGE TOP