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数値流体シミュレーションと心理音響解析による快音歯科ドリルの設計

Research Project

Project/Area Number 22K09999
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

山田 朋美  大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (70452448)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野崎 一徳  大阪大学, 歯学部附属病院, 准教授 (40379110)
LI CHUNGGANG  神戸大学, システム情報学研究科, 講師 (70650638)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords歯科ドリル / 数値流体力学 / シミュレーション / 音響心理 / 数値シミュレーション / 心理音響 / 音
Outline of Research at the Start

本研究は、スーパーコンピュータを用いた数値流体音響シミュレーションにより歯科ドリルの発音現象を検討し、音響物理実験や主観的心理評価実験と組み合わせた検証により、不快音の発生を抑えた歯科ドリルの設計につなげるという意義のある研究である。

Outline of Annual Research Achievements

歯科ドリルのキーンという音は多くの患者さんに嫌われる音であり、歯科ドリル音対策は患者が快適に治療を受けるための重要な課題である。
口の中にある硬い歯を削るために、1分間に40万回転もの高速で回転する直径10ミリほどの小さな機器である歯科用ドリルは、車や飛行機などで従来より行われている様々な騒音対策が実施できない現状がある。歯科ドリルの音がどこでどのように発生するのかが、未だ十分に解明されていない現状から、我々は歯科ドリルの発音現象を解明することが効果のある対策につながると考えている。
そこで、本研究では空力音響工学手法を用いた数値流体シミュレーションにより発音現象を明らかにし、音響物理実験や主観的心理評価実験と組み合わせた検証により、不快感を抑えた新しい歯科ドリルの設計につなげることを目的としている。
2年目の今年度は、羽根車と軸受けの検証をすすめた。初年度に行った数値流体シミュレーションを応用して、形態を変化させた羽根車において空力流れと音の違いについての検討を行った。これらの成果の一部を仙台で開催された国際学会において報告した。おおむね計画通りに進んでおり、目的を達成に向けて次年度も心理評価実験や音響物理解析などの検討を加える予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究協力者との連携が進んでおり、形態による違いを高度なスパーコンピューターを用いたことにより、予測していた計算時間が大幅に短縮できたため

Strategy for Future Research Activity

ドリル内部の形状が切削時の歯科ドリル音に与える影響について、音響心理および音響物理面からの検討を進める予定である

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Taiwan 成功大学(その他の国・地域)

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  • [Int'l Joint Research] 台湾・成功大学(その他の国・地域)

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  • [Journal Article] Sound Environment during Dental Treatment in Relation to COVID-19 Pandemic2023

    • Author(s)
      Yamada Tomomi、Nozaki Kazunori、Hayashi Mikako、Kuwano Sonoko
    • Journal Title

      Acoustics

      Volume: 5 Issue: 4 Pages: 987-998

    • DOI

      10.3390/acoustics5040056

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ウィズコロナにおける歯科診療環境2022

    • Author(s)
      山田 朋美, 野﨑 一徳; 林 美加子
    • Journal Title

      日本健康科学学会誌

      Volume: 51 Pages: 55-56

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 歯科診療室の音環境の変化,特集 With・Afterコロナと音環境2022

    • Author(s)
      山田 朋美
    • Journal Title

      音響技術

      Volume: 19 Pages: 135-139

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 歯科診療室におけるエアロゾル感染対策と音環境の検討2024

    • Author(s)
      山田朋美,南部恵理子, 野﨑一徳,桑野園子,林美加子
    • Organizer
      日本音響学会 騒音・振動研究会
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  • [Presentation] 歯科診療空間の音環境2023

    • Author(s)
      山田 朋美
    • Organizer
      第72回日本口腔衛生学会学術大会
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    • Invited
  • [Presentation] Fusobacterium nucleatumに着目した歯科診療による周囲環境汚染2023

    • Author(s)
      阪本敬、関根伸一、山田朋美、村上旬平、秋山茂久
    • Organizer
      第40回日本障害者歯科学会学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 快適な歯科治療環境をめざしたエアロゾル対策の試み2023

    • Author(s)
      山田朋美,南部恵理子,古々本一馬 , 野﨑一徳,阪本敬,花本博,村上旬平,関根伸一,中村昇太,秋山茂久,大下裕一,村上秀明,林美加子
    • Organizer
      第52回日本医療福祉設備学会
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  • [Presentation] Psychoacoustic Evaluation of the Combined Noise from Devices in Dental Clinics2023

    • Author(s)
      Yamada T, Nozaki K, Hayashi M, Kuwano S.
    • Organizer
      52nd International Noise Control Engineering
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Application of CFD for Pressure and Velocity Simulation and Aerodynamic Noise Prediction in Dental Air Turbine Handpieces(DAH)2023

    • Author(s)
      Lu Chi Chou, Li Chung Gang, Yamada T, Nozaki K
    • Organizer
      Twentieth International Conference on Flow Dynamics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ウィズコロナにおける歯科診療環境2022

    • Author(s)
      山田 朋美, 野﨑 一徳, 林 美加子
    • Organizer
      日本健康科学学会 第37回学術大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Masking effect of sounds during treatment on dental drill sound.2022

    • Author(s)
      Yamada T, Nozaki K, Hayashi M, Kuwano S.
    • Organizer
      51st International Noise Control Engineering
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Aeroacoustic Noise Prediction of the Dental Air-Turbine Handpiece using Supercomputer.2022

    • Author(s)
      Li ChungGang;Yamada T, Nozaki K, Hayashi M, Tsubokura M.
    • Organizer
      International Dental Materials Congress 2022 (IDMC2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Noise Prediction of a Dental Air-Turbine Handpiece using Sound Quality Evaluation.2022

    • Author(s)
      Yamada T, Hayashi M, Kuwano S.
    • Organizer
      International Dental Materials Congress 2022 (IDMC2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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