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次世代音響設計のための大規模有限要素数値解析技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 09J10367
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 建築環境・設備
研究機関大分大学

研究代表者

奥園 健  大分大学, 工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード建築環境・設備 / 建築音響 / シミュレーション / 波動音響学 / 有限要素法
研究概要

容積40,000m^3の建築空間の4kHz周波数領域までの精密な音場予測を実用時間内に可能とする時間領域有限要素解析手法の開発を目的とし、本年度は以下の成果を得た。
1.効率的な時間領域有限要素解析手法の開発:空間離散化のための音響要素の高性能化を図ることで計算の効率化を達成した。まず、8節点6面体要素を用いた有限要素解析手法へ修正積分則を適用し、3次元分散誤差解析・数値実験を通して従来要素に対する有効性を示した。また、従来、時間領域解析では正方形要素へと適用範囲が限定されていた修正積分則が直接時間積分法にFox-Goodwin法を用いることで直方体要素に対しても適用可能であることを明らかにすると共に、同積分則を用いることで反復解法の収束性が向上することを明らかにした。さらに、スプライン関数を用いた27節点6面体要素の性能を向上させる1次元分散誤差解析を用いた数値積分点の修正法を提案し、その基礎的な有用性を理論ならびに数値実験の両面から示した。なお、提案法は周波数領域解析を対象に提案したが、時間領域解析においても適用可能である。
2.室形状モデリングの煩雑性の克服と各種吸音モデリングの構築:複雑な建築の室形状をどこまでモデル化する必要があるのかを明確にするため、直方体格子のサイズにより室形状の近似程度を定量化するモデル化手法を新たに考案した。同方法を用いて室形状の簡略化の程度と算出される解析結果(インパルス応答ならびに音響指標)の差異の関係について検討した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] 時間領域有限要素法による室内音場解析のための室形状モデルの簡略化手法に関する基礎的検討2011

    • 著者名/発表者名
      北村直也
    • 雑誌名

      日本建築学会九州支部研究報告[環境系]

      ページ: 73-76

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 時間領域有限要素法による室内音場解析への修正積分則を用いた音響要素の適用2011

    • 著者名/発表者名
      丸山一成
    • 雑誌名

      日本建築学会九州支部研究報告[環境系]

      ページ: 77-80

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 有限要素法による室内音場解析-自然スプライン関数を用いた音響要素に対する積分点の修正-2011

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 雑誌名

      日本音響学会春季研究発表会講演論文集

      ページ: 1257-1258

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Fundamental accuracy of time domain finite element method for sound-field analysis of rooms2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Okuzono
    • 雑誌名

      Applied Acoustics

      巻: VOL.71 ページ: 940-946

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic investigation on boundary shape modeling for sound field analysis of rooms using time domain finite element method2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Okuzono
    • 雑誌名

      Proc. 20^<th> International Congress on Acoustics

      巻: p823

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 時間領域有限要素法による室内音場解析に関する研究-室形状モデリングに関する基礎的検討-2010

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 雑誌名

      日本音響学会建築音響研究会資料

      巻: AA2010-16 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 有限要素法による室内音場解析-修正積分則を用いた音響要素の精度と計算効率-2010

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 雑誌名

      日本音響学会建築音響研究会資料

      巻: AA2010-40 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 有限要素法による室内音場解析-修正積分則を用いた有限要素の適用-2010

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 雑誌名

      日本音響学会秋季研究発表会講演論文集

      ページ: 1109-1112

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Accuracy and efficiency of time domain finite element method for sound field analysis of rooms2009

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 雑誌名

      Proc.Internoise 2009 (CD-ROM)

      ページ: 9-9

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 弾性板を有する室内音場の時間領域有限要素解析2009

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 雑誌名

      日本音響学会2009年秋季研究発表会講演論文集

      ページ: 1053-1054

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 有限要素法による実在建築空間の音場予測2009

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 雑誌名

      九州大学情報基盤研究開発センター全国共同利用システム広報 3巻1号

      ページ: 24-27

    • NAID

      120005475702

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素法による室内音場解析-自然スプライン関数を用いた音響要素に対する積分点の修正-2011

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2011-03-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域有限要素法による室内音場解析のための室形状モデルの簡略化手法に関する基礎的検討2011

    • 著者名/発表者名
      北村直也
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究発表会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • 年月日
      2011-03-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域有限要素法による室内音場解析への修正積分則を用いた音響要素の適用2011

    • 著者名/発表者名
      丸山一成
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究発表会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • 年月日
      2011-03-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素法による室内音場解析-修正積分則を用いた音響要素の精度と計算効率-2010

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 学会等名
      日本音響学会建築音響研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都府)
    • 年月日
      2010-10-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有限要素法による室内音場解析-修正積分則を用いた有限要素の適用-2010

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Basic investigation on boundary shape modeling for sound field analysis of rooms using time domain finite element method2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Okuzono
    • 学会等名
      20^<th> International Congress on Acoustics
    • 発表場所
      Sydney Convention Centre (Sydney, Australia)
    • 年月日
      2010-08-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域有限要素法による室内音場解析に関する研究-室形状モデリングに関する基礎的検討-2010

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 学会等名
      日本音響学会建築音響研究会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都)
    • 年月日
      2010-04-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 弾性板を有する室内音場の時間領域有限要素解析2009

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 学会等名
      日本音響学会2009年秋季研究発表会
    • 発表場所
      日本大学工学部、福島県
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Accuracy and efficiency of time domain finite element method for sound field analysis of rooms2009

    • 著者名/発表者名
      奥園健
    • 学会等名
      Internoise2009
    • 発表場所
      Westin Hotel, Ottawa, Canada
    • 年月日
      2009-08-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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