(57)【要約】【課題】  摩擦抵抗低減効果が得られる車両表面パネルの設計方法を提供する。【解決手段】  摩擦抵抗の低減を行いたい車速及び車両表面パネル１を想定し、該車速Ｖにて該車両表面パネル１を伝播する渦度−エントロピー波Ｃの伝播速度Ｕｃを決定する工程と、伝播速度Ｕｃが決定された渦度−エントロピー波Ｃに対し、車両表面パネル１の曲げ波が摩擦抵抗低減が確認されている周波数の範囲内でコインシデンス効果を生じるように、該車両表面パネル１の厚みｈ及び材質の少なくとも一方を選定する工程と、を有する。【選択図】図１
2016120885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行時に空気と車体との間で生じる摩擦抵抗を低減するための設計方法であって、
摩擦抵抗の低減を行いたい車速及び車両表面パネルを想定し、該車速にて該車両表面パネルを伝播する渦度−エントロピー波の伝播速度を決定する工程と、
前記伝播速度が決定された渦度−エントロピー波に対し、前記車両表面パネルの曲げ波が摩擦抵抗低減効果を得られる周波数の範囲内でコインシデンス効果を発生するように、該車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する工程と、を有する
ことを特徴とする車両表面パネルの設計方法。
【請求項２】
請求項１に記載の車両表面パネルの設計方法において、
想定される前記車両表面パネルが、車両底面に搭載される平板パネルである
ことを特徴とする車両表面パネルの設計方法。
【請求項３】
請求項１に記載の車両表面パネルの設計方法において、
想定される前記車両表面パネルが、車両上面又は側壁面の平板パネルである
ことを特徴とする車両表面パネルの設計方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両表面パネルの設計方法において、
前記車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する工程が、
想定した車速における渦度−エントロピー波の伝播速度ＵＣと角周波数ωとを用い、渦度−エントロピー波の波数ｋＣを下記式（１）に基づいて求める工程と、
ｋＣ＝ω／ＵＣ  ・・・  （１）
求められた前記波数ｋＣを具備する渦度−エントロピー波に対し、摩擦抵抗低減効果を得られる周波数の範囲内でコインシデンス効果を発生する波数ｋＰを具備する曲げ波が生じるような前記車両表面パネルの厚みｈ、密度ρ、ヤング率Ｅ及びポアソン比νの組み合わせを、下記式（２）に基づいて選出する工程と、
ｋＰ＝ω1/2・｛１２ρｈ（１−ν２）／Ｅｈ３｝１／4  ・・・  （２）
選出された前記組み合わせに基づいて、車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する工程と、を有する
ことを特徴とする車両表面パネルの設計方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法で設計され、
想定される所定の車速にて伝播する渦度−エントロピー波に対し、摩擦抵抗低減効果を得られる周波数の範囲内でコインシデンス効果が発生する周波数を具備する曲げ波を生じる
ことを特徴とする車両表面パネル。
【請求項６】
車両走行時に空気と車体との間で生じる摩擦抵抗を低減するための設計装置であって、
想定される所定の車速及び車両表面パネルに基づき、該車速にて該車両表面パネルを伝播する渦度−エントロピー波の伝播速度を決定する決定手段と、
前記伝播速度が決定された渦度−エントロピー波に対し、前記車両表面パネルの曲げ波が摩擦抵抗低減効果を得られる周波数の範囲内でコインシデンス効果を発生するように、該車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する選出手段と、を有する
ことを特徴とする車両表面パネルの設計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行時に空気と車体との間で生じる摩擦抵抗を低減するのに有用な車両表面パネルの設計方法、及びかかる設計方法を実現可能な設計装置、並びにこれらにより設計された車両表面パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行時の空気抵抗は、燃費や加速性能等に悪影響を及ぼし、また走行時に風切音が発生する場合もあるため、これらを改善するための提案が種々なされている（例えば、特許文献１及び２参照）。空気抵抗のうち、車両走行時に空気と車体との間で生じる摩擦抵抗を低減するには、車両表面パネルを所定の周波数で振動させることが有効であるとの報告もある。
【０００３】
このため、摩擦抵抗の低減を図るべく、アクチュエーター等の加振源を搭載し、この加振源を駆動させて車両表面パネルを強制的に振動させることが考えられる。しかし、加振源の駆動エネルギーの方が摩擦抵抗低減効果よりも大きくなるおそれがあり、実用的ではなかった。それだけでなく、車両表面パネルの振動についても所定の周波数範囲内でなければ摩擦抵抗低減効果が得られないものであり（例えば数十〜百数十Ｈｚ）、そのような周波数範囲内の振動を加振源の駆動エネルギーなしに如何にして生じさせ、ひいては摩擦抵抗の低減を図るかについては、解決が待たれる重要な課題である。現状では、そもそも設計段階で所定の周波数範囲内を狙って設計を行う手法が確立されておらず、事実上困難であるとの認識があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１１８２７２号公報
【特許文献２】特開平０４−２９３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、車両走行時に車両表面に沿って流れる空気の渦流れ（渦度−エントロピー波）が車体表面パネルに非圧縮性の流体力学的な圧力変動を誘起することに着目し、これと車体表面パネルの曲げ波とのコインシデンス効果による振動をエネルギー源として、摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で車両表面パネルを振動させることのできる設計方法、及びかかる設計方法を実現可能な設計装置、並びにこれらにより設計された車両表面パネルに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車両表面パネルの設計方法は車両走行時に空気と車体との間で生じる摩擦抵抗を低減するための設計方法であって、摩擦抵抗の低減を行いたい車速及び車両表面パネルを想定し、該車速にて該車両表面パネル上を伝播する渦度−エントロピー波の伝播速度を決定する工程と、前記伝播速度が決定された渦度−エントロピー波に対し、前記車両表面パネルの曲げ波が摩擦抵抗低減効果を得られる周波数（例えば、数十〜百数十Ｈｚオーダー）の範囲内でコインシデンス効果を発生するように、該車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る本発明では、想定される車速及び車両表面パネルでの渦度−エントロピー波に対し、これとパネル曲げ波のコインシデンス効果による振動をエネルギー源として、摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で車両表面パネルを振動させることのできる設計方法が提案される。車両表面パネルの厚み及び材質の一方を固定した上で、摩擦抵抗低減効果を評価しつつ他方を検討する手法も可能となる。また、従来技術では、柔軟な素材を使用しており、素材が劣化する実用上の問題を有していたが、請求項１に係る本発明では、コインシデンス効果を利用するため、材料劣化の懸念が無い。
【０００８】
そして、請求項２に係る本発明の車両表面パネルの設計方法は、請求項１に記載の車両表面パネルの設計方法において、想定される前記車両表面パネルが、車両底面に搭載される平板パネルであることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る本発明では、平板パネルを想定することにより、設計時の計算・解析をきわめて簡素化できる。また、車両底面への搭載を想定することで、渦度−エントロピー波に対してパネルの曲げ波がコインシデンス効果で振動する極めて広い面積を確保しやすくなる。車両の態様や形状に応じて車両底面に脱着可能な平板パネルにも適用可能となる。
【００１０】
また、請求項３に係る本発明の車両表面パネルの設計方法は、請求項１に記載の車両表面パネルの設計方法において、想定される前記車両表面パネルが、車両上面又は側壁面の平板パネルであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る本発明では、平板パネルを想定することにより、設計時の計算・解析をきわめて簡素化できる。また、車両上面又は側壁面を想定することで、車両を構成するボディ上面やボディ側壁面を利用して摩擦抵抗の低減を図ることができる。
【００１２】
また、請求項４に係る本発明の車両表面パネルの設計方法は、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両表面パネルの設計方法において、前記車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する工程が、想定した車速における渦度−エントロピー波の伝播速度ＵＣと角周波数ωとを用い、渦度−エントロピー波の波数ｋＣを下記式（１）に基づいて求める工程と、
ｋＣ＝ω／ＵＣ  ・・・  （１）
求められた前記波数ｋＣを具備する渦度−エントロピー波に対し、摩擦抵抗低減効果を得られる周波数の範囲内でコインシデンス効果を発生する波数ｋＰを具備する曲げ波が生じるような前記車両表面パネルの厚みｈ、密度ρ、ヤング率Ｅ及びポアソン比νの組み合わせを、下記式（２）に基づいて選出する工程と、
ｋＰ＝ω1/2・｛１２ρｈ（１−ν２）／Ｅｈ３｝１／4  ・・・  （２）
選出された前記組み合わせに基づいて、車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る本発明では、上記式（１）及び式（２）に基づいて、車両表面パネルの厚み及び材質を的確に選定できる。また、選出された車両表面パネルの厚みｈ、密度ρ、ヤング率Ｅ及びポアソン比νのいずれか一つを固定した上で、摩擦抵抗低減効果を評価しつつ他の要素を検討する手法も可能となる。
【００１４】
また、上記目的を達成するための請求項５に係る本発明の車両表面パネルは、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法で設計され、想定される所定の車速にて伝播する渦度−エントロピー波に対し、摩擦抵抗低減効果を得られる周波数の範囲内でコインシデンス効果が発生する周波数を具備する曲げ波を生じることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る本発明では、想定される車速及び車両表面パネルでの渦度−エントロピー波に対し、これとのコインシデンス効果による振動をエネルギー源として摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で振動する車両表面パネルとなる。車両表面パネルは、車両への着脱を意図して車両とは別部材としてもよく、車両を構成するボディ上面やボディ側壁面を利用してもよい。
【００１６】
また、上記目的を達成するための請求項６に係る本発明の車両表面パネルの設計装置は、車両走行時に空気と車体との間で生じる摩擦抵抗を低減するための設計装置であって、想定される所定の車速及び車両表面パネルに基づき、該車速にて該車両表面パネルを伝播する渦度−エントロピー波の伝播速度を決定する決定手段と、前記伝播速度が決定された渦度−エントロピー波に対し、前記車両表面パネルの曲げ波が摩擦抵抗低減効果を得られる周波数の範囲内でコインシデンス効果を発生するように、該車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する選出手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る本発明では、想定される車速及び車両表面パネルでの渦度−エントロピー波に対し、これとのコインシデンス効果による振動をエネルギー源として、摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で車両表面パネルを振動させることのできる設計装置が提案される。車両表面パネルの厚み及び材質の一方を固定した上で、摩擦抵抗低減効果を評価しつつ他方を検討する手法も可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、車両走行時に車両表面に沿って流れる空気の渦流れ（渦度−エントロピー波）が車体表面パネルに圧力変動を誘起することに着目し、これとパネルの曲げ波とのコインシデンス効果による振動をエネルギー源として摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で車両表面パネルを振動させることのできる設計方法、及びかかる設計方法を実現可能な設計装置、並びにこれらにより設計された車両表面パネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係る平板パネルを備えた車両の概略斜視図及び底面図。
【図２】実施形態１に係る平板パネルに沿って移流する渦流れによる渦度−エントロピー波及び該車両表面パネルの曲げ波を説明する図。
【図３】実施形態１に係る設計方法の一例を説明する工程図。
【図４】実施形態１に係る設計方法を説明するための周波数及び波数の関係図。
【図５】実施形態２に係る設計装置の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
図１〜図４に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１は、車両表面パネルとしての平板パネルを車両底面に搭載した該車両の概略構成を示し、図２は、車両表面パネルに沿って移流する渦度−エントロピー波及び該車両表面パネルの曲げ波の概略を示している。図３は、車両表面パネルの設計方法の工程の一例を示し、図４は、渦度−エントロピー波及び車両表面パネルの曲げ波について周波数及び波数の関係を示している。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｂ）に示すように、車両平面パネルとしての車両２とは別部材の平板パネル１が、車両２の底面に搭載されている。車両２は例えば電気自動車である。電気自動車は比較的フラットな底面構造となる構成上、大面積の平板パネル１を搭載しやすい。
【００２２】
平板パネル１は、ここでは厚さが約２ｍｍ〜約５ｍｍのアルミ板であるが、これは後述する本発明の設計方法及び設計装置によって平板パネル１の厚み及び材質を選定した結果の例である。一般的に電気自動車の底面は樹脂カバーで覆われるところ、逆に言えば、電気自動車の底面に数ｍｍレベルの金属平面板が配されているならば、本発明の設計方法及び設計装置を意図して実施していると推察できる。
【００２３】
平板パネル１は、ここでは区形状のものが図示されているが、楕円状や５つ以上の角を有する多角形状とされていてもよい。複数の平板パネル１を分割して搭載することもできる。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、車両２が所定速度以上で走行したとき、車両２の表面に沿った気流Ａｉｒが生まれる。ここで、車両２前方のフロントバンパーおよび及び車体表面上の段差や突起等によって空気が剥離することで、気流Ａｉｒは乱れて渦を生じる。この渦が流れとともに移流することで、渦度−エントロピー波Ｃが発生する。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、渦度−エントロピー波Ｃは、平板パネル１の表面（平板パネル１の車両２とは反対側の面）に沿って伝播し、これにより平板パネル１に圧力変動が生じて曲げ波Ｐ（たわみ波とも称される）が引き起こされる。また、渦度−エントロピー波Ｃと曲げ波Ｐの波数（単位長さ当りの波の数）が一致する周波数で、両者は共振（移流コインシデンス）するため、非常に大きな振動となる。
【００２６】
ここで、車両走行時に空気と車体の間で生じる摩擦抵抗を低減するには、摩擦抵抗の低減を行いたい車両表面を所定の周波数で振動させることが有効であるとの報告がある。例えば、特許第３１８３１３２号公報に記載されたように数十〜百数十Ｈｚオーダーの車両表面の振動が摩擦抵抗の低減に有効であるとの実験結果や数値解析結果が得られている。
【００２７】
そこで、本実施形態では、想定される車速下にて伝播速度ＵＣとなる渦度−エントロピー波Ｃに対し、引き起こされる曲げ波Ｐが数十〜百数十Ｈｚオーダーの範囲内（摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内）で振動するように、平板パネル１の厚みや材質が設計されている。
【００２８】
平板パネル１の振動のエネルギー源は、渦度−エントロピー波Ｃとパネルの曲げ波のコインシデンス効果によって確保している。すなわち、渦度−エントロピー波Ｃと平板パネル１の曲げ波Ｐとが上記の周波数範囲内でコインシデンス効果を生じるように狙って、該平板パネル１の厚みや材質が設計されているのである。
【００２９】
これによれば、車両走行時に発生する渦度−エントロピー波Ｃと平板パネル１の曲げ波Ｐとの間で一種の共振が生じる現象であるコインシデンス効果を利用し、渦度−エントロピー波Ｃが伝播する平板パネル１にて摩擦抵抗低減効果が得られる壁面振動を発生させ、空気と車体との間で生じる摩擦抵抗を有効に低減でき、自動車の空気抵抗低減を図ることができる。
【００３０】
渦度−エントロピー波Ｃが伝播する平板パネル１の面積は、大きい方が摩擦抵抗低減効果に有利である。上記のように比較的フラットな底面構造となり大面積の平板パネル１を搭載しやすい電気自動車では、高い摩擦抵抗低減効果が得られやすい。
【００３１】
尚、渦度−エントロピー波Ｃと平板パネル１の曲げ波Ｐとのコインシデンス効果は、平板パネル１の車両２への拘束条件に依存しない。よって、車両２への平板パネル１の取り付けは、冶具や接着剤等を用いて好適に行えばよい。
【００３２】
このような平板パネル１を実現する設計方法は、大きく５つの工程Ｓ１〜Ｓ５からなる。これらの工程Ｓ１〜Ｓ５は、本発明の範囲で順番を入れ替えてもよく同時に実施するようにしてもよい。
【００３３】
工程Ｓ１では、摩擦抵抗の低減を行いたい車速Ｖ及び車両表面パネルを想定する。車速Ｖは、ある程度の幅を持って想定でき、例えば、１００ｋｍ／ｈ〜２００ｋｍ／ｈを想定できる。車速が速いほど摩擦抵抗は顕著になるので、実社会にて運転者により操作される範囲内での最高速度が上限に収まるように車速Ｖを想定することが好ましい。
【００３４】
車両表面パネルは、車両走行時に摩擦抵抗が顕著になる車両表面領域を想定できる。本実施形態では、車両２底面に搭載され、車両２とは別部材の平板パネル１を想定している。平板パネル１を想定することにより、以降の計算・解析をきわめて簡素化できる。また、車両２底面への搭載を想定することで、渦度−エントロピー波とコインシデンス効果を生じるように極めて広い面積を確保しやすい平板パネル１となる。
【００３５】
車両表面パネルとして、車両２を構成するボディ表面の平板領域、例えば、ボディ上面やボディ側壁面を想定することもできる。渦度−エントロピー波Ｃは、フロントバンパーのみならずフロントピラーやサイドミラーによる空気の剥離によっても発生するので、これらよりも車両後方に存在する車両２のボディ上面やボディ側壁面を想定するのも有効となる。ただ、この場合、万が一の衝突時や横転時のため、所定の強度が維持できるように考慮することが好ましい。車両表面パネルとして平板ではない領域を想定してもよいが、以降の計算や解析が複雑になるおそれがある。  
【００３６】
工程Ｓ２では、工程Ｓ１で想定した車速Ｖ及び平板パネル１から、該車速Ｖにて該平板パネル１の表面を伝播する渦度−エントロピー波Ｃの伝播速度ＵＣを決定する。渦度−エントロピー波Ｃの伝播速度ＵＣは約７０％〜９０％の値である。摩擦抵抗の低減を行いたい車速及び車両表面パネルとして、１００ｋｍ／ｈ〜２００ｋｍ／ｈ及び車両２底面に搭載される平板パネル１のように乱流境界層が発達する条件を想定する場合には、７０％の値として用いることができる。異なる車速及び／又は車両表面パネルを想定する場合等には、所定の波数−周波数スペクトル分析によって渦度−エントロピー波Ｃの伝播速度ＵＣを解析・算出する。車両表面パネルの設計のたびに渦度−エントロピー波Ｃの伝播速度ＵＣを求める必要は必ずしも無く、車速及び車両表面パネルの組み合わせに応じた渦度−エントロピー波Ｃの伝播速度ＵＣのマップを予め作成しておき、これらから選び出すようにしてもよい。
【００３７】
工程Ｓ２の結果、下記式（１）に基づき、摩擦抵抗の低減を行いたい車速Ｖにて、車両表面パネルに沿って伝播速度ＵＣを決定し、その速度で伝播する渦度−エントロピー波Ｃの波数ｋＣが角周波数ωを用いて求められる。
［式１］
ｋＣ＝ω／ＵＣ  ・・・  （１）
【００３８】
求められた渦度−エントロピー波Ｃの波数ｋＣ（ｒａｄ／ｍ）について、周波数（Ｈｚ）との関係の一例を表すと、図４のようになる。図４中、実線ＬＶ１００は車速１００ｋｍ／ｈ、実線ＬＶ１８０は車速１８０ｋｍ／ｈを想定したときの例である。想定する車速Ｖが大きいほど、渦度−エントロピー波Ｃの波数ｋＣ（ｒａｄ／ｍ）が低くなることが図４から理解される。
【００３９】
ここで、図４の実線Ｌｐａｎｅｌは、上記の渦度−エントロピー波Ｃによって引き起こされ、波数ｋＰを具備する平板パネル１の曲げ波Ｐについての、周波数（Ｈｚ）と波数（ｒａｄ／ｍ）との関係であり、特に、車両２底面に厚さが２ｍｍのアルミ板からなる平板パネル１を搭載したときの例である。
【００４０】
この実線Ｌｐａｎｅｌと実線ＬＶ１００との交点（コインシデンス効果発生点Ｒ１），実線Ｌｐａｎｅｌと実線ＬＶ１８０との交点（コインシデンス効果発生点Ｒ２）にて、上記の渦度−エントロピー波Ｃと曲げ波Ｐがコインシデンス効果を生じて、平板パネル１が大きく振動する。ただ、所定の周波数範囲内での振動でなければ摩擦抵抗低減効果が得られないのであり、コインシデンス効果発生周波数が数十〜百数十Ｈｚオーダーの範囲内にあることが重要となる。
【００４１】
このため工程Ｓ３では、上記の工程Ｓ２の結果求められた波数ｋＣを具備する渦度−エントロピー波に対し、数十〜百数十Ｈｚオーダーの範囲内でコインシデンス効果を生じるように波数ｋＰを具備する曲げ波が生じるような車両表面パネルの厚みｈ、密度ρ、ヤング率Ｅ及びポアソン比νの組み合わせを、下記式（２）に基づき選出する。
［式２］
ｋＰ＝ω1/2・｛１２ρｈ（１−ν２）／Ｅｈ３｝１／4  ・・・  （２）
【００４２】
図４の例では、実線ＬＶ１００及び実線ＬＶ１８０で表される渦度−エントロピー波Ｃよりも、実線Ｌｐａｎｅｌで現れる曲げ波Ｐのほうが、周波数に対する波数の増加の割合が小さい。そして、想定する車速Ｖが大きいほど渦度−エントロピー波Ｃの波数（ｒａｄ／ｍ）が低くなることは上記の通りである。このため、想定する車速Ｖが速くなるほど、コインシデンス効果発生点Ｒ１，Ｒ２が高周波数側に移動する。
【００４３】
図４の実線ＬＶ１８０で表される車速１８０ｋｍ／ｈを想定したとき、渦度−エントロピー波Ｃと平板パネル１の曲げ波Ｐとのコインシデンス効果発生点Ｒ２が約１０５Ｈｚとなっているが、これを例えば１０〜１００Ｈｚの範囲内でコインシデンス効果が発生するように１００Ｈｚ以下に抑えようとする場合、上記式（１）及び式（２）に基づいて、厚みｈを厚くする、密度の小さい材料を選択する、ヤング率Ｅの大きい材料を選択する、ポアソン比の大きい材料を選択する、との設計方針となる。
【００４４】
また、図４の実線ＬＶ１００で表される車速１００ｋｍ／ｈを想定したとき、渦度−エントロピー波Ｃと平板パネル１の曲げ波Ｐとのコインシデンス効果発生点Ｒ１が約４０Ｈｚとなっているが、これは１０〜１００Ｈｚの範囲内となる。摩擦効果低減効果の観点では、このコインシデンス効果発生点Ｒ１が数十〜百数十Ｈｚオーダーの範囲内に収まる限り、他の厚みや材質を検討・選定する可能性が設計段階で得られる。
【００４５】
上記の工程Ｓ３により選出された組み合わせに基づいて、工程Ｓ４では、車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する。選定は、例えば、平板パネル１の厚みを固定した上で、密度ρ、ヤング率Ｅ、ポアソン比νから材質を選定することができる。勿論、厚みｈ以外の密度ρ、ヤング率Ｅ、ポアソン比νの少なくとも一つの要素を固定した上で、他の要素を選定することもできる。
【００４６】
密度ρ、ヤング率Ｅ、ポアソン比νは材料固有の値が公知であるためその値を用いてもよいし、予め実験により求めた値を使用してもよい。車体表面パネルとして使用し得る厚みや材質がある程度絞れるのであれば、いくつかの候補について、厚みｈ、密度ρ、ヤング率Ｅ、ポアソン比νをマップに格納しておいてもよい。車体表面パネルとして使用し得る厚みとしては、例えば数ミリ〜数十ミリであり、車体表面パネルとして使用し得る材質としては、例えば、アルミ、鉄、ステンレスといった金属材料又は樹脂材料が挙げられる。
【００４７】
これまで説明した本実施形態によれば、摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で渦度−エントロピー波と車両表面パネルの曲げ波とがコインシデンス効果が示すように狙って、該車両表面パネルの厚みや材質を設計する手法が確立される。そして、渦度−エントロピー波とのコインシデンス効果による振動をエネルギー源として、摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で振動させることのできる車両表面パネルが提供される。
【００４８】
（実施形態２）
図５に基づいて、本発明の実施形態２に係る車両表面パネルの設計装置を説明する。図５は、車両表面パネルの設計装置１０を機能的なブロックで表したブロック図である。
【００４９】
設計装置１０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、各手段は具体的にはマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。設計装置１０には、図示しないＲＡＭ等の記憶手段が備えられ、各手段での演算結果や検出結果が記憶される。
【００５０】
設計装置１０に対し、摩擦抵抗の低減を行いたい車速Ｖ及び車両表面パネル（車両表面領域）に関する情報が入力されると、設計装置１０の決定手段１１は、その車速Ｖ及び車両表面パネルに基づき、該車速Ｖにて該車両表面パネルを伝播する渦度−エントロピー波の伝播速度ＵＣを決定する。
【００５１】
決定手段１１は、入力される車速及び車両表面パネルによっては所定値（例えば８０％）を用いるように構成してもよく、車両表面パネルとして平板ではない領域が入力される場合等、波数−周波数スペクトル分析によって渦度−エントロピー波の伝播速度ＵＣを求める機能を付するようにしてもよい。ただし、後者の場合は、演算処理速度が遅くなるため、高速演算可能なコンピュータを用いる。決定手段１１により決定された渦度−エントロピー波の伝播速度ＵＣの関する情報は、設計装置１０の選出手段１２に送信される。
【００５２】
設計装置１０の選出手段１２は、伝播速度ＵＣが決定された渦度−エントロピー波に対し、車両表面パネルが数十〜百数十Ｈｚオーダーの範囲内でコインシデンス効果を生じるように、該車両表面パネルの厚み及び材質の少なくとも一方を選定する。
【００５３】
具体的に、選出手段１２は、渦度−エントロピー波に対して車両表面パネルが上記の周波数範囲内で共振するような車両表面パネルの厚みｈ、密度ρ、ヤング率Ｅ及びポアソン比νの組み合わせを選出する。
【００５４】
車体表面パネルとして使用し得る態様がある程度絞れるのであれば、いくつかの態様について、厚みｈ、密度ρ、ヤング率Ｅ、ポアソン比νのパターンのマップ１３を作成しておき、これを選出手段１２に格納しておいてもよい。これによれば、両表面パネルの厚みや材質の選定が容易になる。
【００５５】
これまで説明した本実施形態によれば、摩擦抵抗低減効果が得られる周波数範囲内で渦度−エントロピー波と車両表面パネルの曲げ波とが共振するように狙って、該車両表面パネルの厚みや材質を設計する手法を実現可能な装置が確立される。
【００５６】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。上記の実施形態では車両として電気自動車を対象に説明したが、これに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、車両走行時の空気抵抗、特に摩擦抵抗の低減を図るための産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    平板パネル
２    車両
１０  車両表面パネルの設計装置
１１  決定手段
１２  選定手段
１３  マップ
【図１】
2016120885.tif 000003
【図２】
2016120885.tif 000004
【図３】
2016120885.tif 000005
【図５】
2016120885.tif 000006
【図４】
2016120885.tif 000007