音響解析ソフトウェアとは
音響解析ソフトウェアとは、音の伝播や、反射、吸収および干渉などの基本特性を考慮した解析を行い、目に見えない音の性質を可視化することで、音響現象の理解をサポートするソフトウェアです。
特に、有限要素法による音響解析は、構造解析同様、設計の初期段階で解析を行い、早期に設計にフィードバックすることを可能にすることで、音響の不具合による設計の手戻りを防ぎます。
他にも差分法や境界要素法と呼ばれる解析手法があります。
音響解析ソフトウェアの使用用途
鉄道車両の騒音レベルや自動車のエンジンの放射音、マフラー音の解析など、音に関わる解析はその重要度を増しています。
騒音を抑制するという観点では、防音用の構造物や音の吸収材でいかに音を遮蔽吸収できるかという観点での解析が必要になります。
また、音の広がりや音響性能を評価する目的で、例えばカーオーディオ機器の音響特性や、コンサートホールなどでの大規模空間の音質調査、高周波数までの取り扱いが必要なケースなど、音にかかわる用途は多数存在します。
近年では、人間の声の音響解析から、感情を読み取ったり、会議の出来栄えの良しあしを定量的に評価するような、通常の音響解析から一歩進んだソフトウェアも登場しています。
音響解析ソフトウェアの原理
解析の原理については、そのベースになるのは波動方程式です。特に空間での音の広がりが重要な解析では、3次元の波動方程式を解く必要がありますが、容易に解けない場合も多く、解析空間を離散的にモデル化したソルバーを通常用います。境界条件を明確にした有限要素法や境界要素法と呼ばれる解析はその代表的な解析手段です。
人間の耳で聞こえる音の周波数は、20Hzから20000Hz程度の範囲ですが、低い周波数の音は聞き取りにくい傾向があり、これを人の聴感特性といいます。自動車の加速時のエンジンの騒音や、ジェット機の騒音などでは、この聴感特性に合わせて、騒音の周波数に対し信号レベル（dB)を補正する補正係数を適用し、現場での人の音の感じ方に合わせた解析がなされます。
また、有限要素法での解析ではそのメッシュの設定の仕方（解析の個々の要素の規模）は非常に重要であり、波長λは周波数fに反比例しますから、音響解析の周波数を考慮した波長すなわちメッシュの大きさに設定せねばなりません。なお、無限境界要素法では、その解析アルゴリズムの制約から、メッシュの大きさ（要素の規模）は、解析周波数の波長に対して、1/4以下にする必要があります。