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Development of transportation noise prediction method considering frequency and amplitude modulation due to sound source movement

Research Project

Project/Area Number 22KJ1901
Project/Area Number (Other) 22J15527 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

牧野 裕介  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords移動音源 / ドップラー効果 / 振幅変調 / 音源指向性 / 振動音源 / 空力音源 / 移流 / 風洞実験 / 指向性
Outline of Research at the Start

乗り物が移動することで放射音に周波数変調(Doppler効果)や振幅の変調が発生する.音源の移動が放射音の指向性に及ぼす影響について,物理的な騒音発生メカニズムごとに,理論的且つ実験的に検証する.この結果を考慮しつつ,放射音の指向性や周波数特性が未知である乗り物の放射音特性を走行音測定データから推定し,推定結果を音源データベースとして利用しつつ音源移動による放射音特性の変化を考慮した音響伝搬計算手法を構築する.その後,この計算手法を道路や鉄道軌道側面に防音壁の存在する区間に適用できる手法へ拡張する.

Outline of Annual Research Achievements

音源の物理的発生メカニズムの違いが音源の移動に伴う放射音の指向性(音の放射方向と音のエネルギーの強さの関係)の変化に及ぼす影響について,模型発射実験による実験的検討を行った.振動体からの放射音における音源として超音波素子と,空力音源としてエオルス音を発生させる円柱状のパーツを模型に搭載し,低騒音模型発射装置にて時速約100 km~300 kmにて模型を発射させて模型からの放射音を測定した.この測定結果を用いて音源の移動が放射音特性に及ぼす影響について検証した.その結果,移動音源からの放射音に対して音源移動に伴う振幅変調について,音源移動に伴う周波数変調(ドップラー効果)の割合が同じ程度発生する場合,振動体の音源よりも空力音源の方が振幅変調の程度が大きいことを実験的に示した.これにより,都市や地域における交通騒音予測のうち,空力音の寄与が大きい高速鉄道からの騒音予測において,音源移動に伴う振幅変調の考慮の有無によって騒音レベルの予測結果の差が無視できないほど大きいことが示唆される.
また,音響風洞内に空力音源を置いた場合の空力音の指向性について測定し,移流による空力音源からの放射音の変化について検証して音源移動に伴う空力音源の振幅変調と比較した.その結果,空力音の音源移動に伴う振幅変調について,ドップラー効果もしくは移流に伴う見かけの波長の変化の割合が同じ程度発生する場合,移流に伴う振幅変調と比較してより程度の大きな振幅変調が発生することを実験的に示した.これにより,移動速度の乗り物から発生する空力音について,音源が移動する場合に実際に放射される空力音の音圧レベルは,風洞実験にて測定される音圧レベルより大きくなることが示唆される.

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Two-dimensional finite-difference time-domain simulation of moving sound source and receiver with directivity2023

    • Author(s)
      Tsuchiya Takao、Makino Yusuke、Teshima Yu、Hiryu Shizuko
    • Journal Title

      Acoustical Science and Technology

      Volume: 44 Issue: 2 Pages: 101-109

    • DOI

      10.1250/ast.44.101

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • Year and Date
      2023-03-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 空力音源の移動に伴う放射音の振幅変調に関する実験的検討2024

    • Author(s)
      牧野裕介,高野靖,大谷真,阿久津真理子,宇田東樹
    • Organizer
      日本音響学会騒音・振動研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Sound directivity measurement of aeolian tone of moving and stationary sound sources2023

    • Author(s)
      Yusuke Makino, Yasushi Takano, Mariko Akutsu, and Toki Uda
    • Organizer
      International Workshop on Environmental Engineering 2023 (IWEE 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of radiated sound directivity of moving sources at low Mach numbers2023

    • Author(s)
      Yusuke Makino, Yasushi Takano, Mariko Akutsu, and Toki Uda
    • Organizer
      52nd International Congress and Exposition on Noise Control Engineering (Inter-noise 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 音源の移動に伴う放射音の振幅変調に音源種別が与える影響に関する実験的検討2023

    • Author(s)
      牧野裕介,高野靖,大谷真,阿久津真理子,宇田東樹
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 空間フーリエ変換と平面波合成を用いた音源移動に伴う振動音源の振幅変調に関する基礎検討2023

    • Author(s)
      牧野裕介,大谷真,高野靖
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Sound source directivity considering source movement2022

    • Author(s)
      Yusuke Makino and Yasushi Takano
    • Organizer
      51th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering (Inter-noise 2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 音源移動が放射音の指向性の変化に及ぼす影響に関する実験的検討2022

    • Author(s)
      牧野裕介,高野靖,阿久津真理子,宇田東樹
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Hybrid Deconvolutionを用いた静止音源と等速度移動音源の分離2022

    • Author(s)
      牧野裕介,高野靖
    • Organizer
      日本音響学会建築音響,騒音・振動研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 固有モードの重ね合わせによる矩形室の残響解析2022

    • Author(s)
      花山諒平,高野 靖,牧野裕介
    • Organizer
      日本音響学会騒音・振動研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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