CAEデータ処理サンプル事例：オクターブバンド処理・1/3 オクターブバンド処理

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＜Composeのデータ処理サンプル集＞
CAEの大量の計算結果の処理に苦労していませんか？騒音分析として、オクターブ分析を行いたい場合は、Altair Composeを利用しましょう。
Altair ComposeはMatlab互換のスクリプト処理言語で、HyperMesh等のAltair製品を既にご利用の場合は追加契約は不要。
＊本スクリプトは2017.3で作成しております

FFT結果を用いた1/3オクターブバンド処理

オクターブバンド処理は、通常バンドパスフィルタを用いて行われますが、今回は、FFT結果を元に簡易的に処理するサンプルスクリプトファイルsTC_octave_band.omlを紹介します。別事例で紹介したFFT処理のスクリプトにオクターブバンド処理を追加したスクリプトとなります。

FFT処理

入力ファイルとして1列目に時刻、2列目以降に計測データが記録されているとします（oscillation.csv）。

スクリプトsTC_octave_band.omlの9行目のfilenameで入力ファイル名を指定します。データの列数は自動で取得します。また、20、21行目のstおよびedでFFT処理の開始時刻および終了時刻を指定します。ここでは、0.005sec～0.01secの波形をFFT処理します。

FFT処理を行い基準圧力p0=2E-5で除算の後、20logのデシベルに変換すると音圧レベルとなります。

1/3オクターブバンド処理

FFT処理では、周波数刻みが線形となりますが、人が感じる騒音は対数に比例すると言われていることから、騒音の評価では1/3オクターブバンド処理したものが用いられます。 47～52行目で1/3オクターブバンドの中心周波数および切断周波数を定義しています。 48行目のoct=3で1/3オクターブバンドを定義しています。Oct=1とすると、オクターブバンド処理となります。上限周波数と下限周波数はFFTの周波数軸から自動で取得しています。中心周波数は1000Hzが基準となるよう2^(n/3)×1000Hzで定義しています。

54～59行目で、各オクターブバンド内の振動エネルギを合算する処理を行います。FFTで得られた振幅の2乗和をとっています。

72～73行目で振動エネルギを音圧レベルに変換します。基準圧力p0=2E-5の2乗で除算の後、10logでデシベルに変換しています（すでに2乗されているので、20logではなく10logとしています）。

FFT処理の音圧レベルと1/3オクターブバンド処理後の音圧レベルを比較します。

最後に処理したデータをテキストファイルに書き出します。

まとめ

今回はCSVファイルを読み込み、FFT処理の後、1/3オクターブバンド処理を行うスクリプトを紹介しました。本サンプルスクリプトおよびサンプル入出力ファイルは下の［サンプルデータのダウンロード］ボタンよりダウンロード可能です。是非、オクターブバンド処理が必用な場合は、Composeおよび本サンプルスクリプトを利用してみてください。