閉じた箱から見た３種類の振動源の本質的相違点は？

質問

６面の壁で閉じた筐体の壁に発生する振動に関して質問です。
筐体の外部からの振動（例：外部の音源からの音波、筐体の壁に外部から加わる衝撃による振動）と、筐体の壁の内部で発生する振動（例：壁の内部をドリルで削ることで発生する振動、壁の内部での破裂）、筐体の内部で発生する振動（例：筐体内部での話し声）の間には振動波形や振動の形態において、本質的な相違点はあるでしょうか？
たとえば、縦波と横波の違いとかです。壁に取り付けた振動センサを用いて、筐体外部からの振動、筐体の壁の内部からの振動、筐体内からの振動の３種類の区別ができるでしょうか？

回答No.2

tgb

振動エネルギーの流れについてですが、実際に水の流れのようなものがあってそれをフラックス（流束）として定義できるわけではないのではないかと思います。振動により運動しているので力学的なエネルギーを計算できますがこのエネルギーを持った実体が振動により波面に対する運動成分も有していると言う意味でフラックスを考えることができるのだと思います。これはフラックス自体が時間的に＋／－で変動している事になると思います。フラックスを計測したい場合、検査面を通過する実体の体積・質量とその中に含まれる着目した物理量のデータが必要になると思いますが、このような量の計測が一般に振動のセンサと言われるものでは不可能ではないでしょうか？　また、他の代替物として探しても難しいように思えます。更に、フラックスを計測できたとしても＋／－で振動していたら方向は決められません。方向を決めるためには離れた位置での位相についての情報が必要でどうしても複数位置での計測は必要になると思います。

　エネルギーの流れについては私も自信を持って答えられていませんが、もしエネルギーの流れを一方向として考えることができ実際の計測の面からも問題がないなら、kamesenninさんの考え方で基本的に問題ないと思います。ただ、振動源の反対側については振動源--->空気（Ａ位置）と振動源--->筐体伝播--->空気（Ａ位置）と言う複数（無数）の経路が考えられて、全ての位置で単純にエネルギーの流れを振動源から遠ざかる方向と言う形で定式化するのには更に検討が必要かも知れません。

補足

振動エネルギーのフラックスの大きさと方向を計測することがポイントだとわかってきました。振動の計測面を、例えばｘ＝Ａの位置と、ｘ＝Ａ＋ｄＡの近接した２箇所にしたとします。これは、振動のエネルギーの伝播にあまり影響を与えない振動センサを、あるＸ軸方向に重ねて配置するということです。ｘ＝Ａの位置での振動の時間波形とｘ＝Ａ＋ｄＡでの振動の時間波形を比較した場合、ｘ＝Ａの時間波形が少し後でｘ＝Ａ＋ｄＡの位置での振動の時間波形に現われているなら、振動はｘのプラス方向に流れていると判断できると思います。また、流れる振動エネルギーの大きさは観測した振動の時間波形の振幅の大きさの２乗に比例したものとして計算できると思います。このような振動エネルギーの観測を筐体の内側の多くの点で行なうとともに、ある程度の長い時間行って、統計処理をすれば、マクロにはどちらの方向に振動エネルギーが流れているのかがわかり、振動源が筐体の外部、筐体の壁の内部、筐体内部のどこにあるのかがわかりそうな気がします。いかがでしょうか？