2015 Fiscal Year Research-status Report
安全で高品質な音響空間創造のための散乱係数測定法の開発
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15K06340
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| Research Institution | Nihon University Junior College |
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Principal Investigator |
羽入 敏樹 日本大学短期大学部, その他部局等, 教授 (70299981)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星 和磨 日本大学短期大学部, その他部局等, 助教 (50373171)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 室内音場 / 拡散 / 散乱係数 / 乱反射率 / 非拡散音場 / 拡散体 / 残響減衰 / scattering coefficient |
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| Outline of Annual Research Achievements |
駅、空港、学校、スポーツ施設など大規模な公共空間では、災害時の避難誘導など、音声情報を特定方向から明確に伝えることが必要である。そのため空間の残響方向が偏らないように、壁面の凹凸（拡散体）による「音の拡散」を設計することが重要になる。しかし、その設計手法は確立されておらず、空間の本来の音響性能が充分に達成できていないのが現状である。
本研究の目的は、安全で高品質な音響空間を創造するための「音の拡散」の設計基盤を構築することである。そのため本研究期間（平成27年度～平成29年度）内に、設計の基盤構築に不可欠となる拡散体の性能を表す「散乱係数」の測定法を確立することを目指す。
平成28年度は，以下について実施した。
１、吸音面が偏在した非拡散音場を利用し，拡散体ありとなしの残響減衰の変化から、試料を回転せずに壁面及び立体の散乱係数を測定する基本アルゴリズムを検討し，コンピュータシミュレーションにより検証した。その結果、考案したアルゴリズムが散乱係数の測定方法として有望であることが確認できた。
２、考案アルゴリズムによって実測できるか否か検証するため，1/10縮尺の立方体室を用いて模型実験を実施した。まず，測定精度を確保できるよう7mm厚のアクリル製の立方体室を設計・製作した。その立方体室中の拡散体の種類、大きさ、個数を様々に変化させて実験した。拡散体ありとなしの２条件において残響減衰の変化を測定し，考案アルゴリズムに基づいて散乱係数を推定した。その結果、拡散体の種類、大きさ、個数に応じて散乱係数が系統的に変化したことから，考案アルゴリズムによる散乱係数測定の可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の研究計画は以下の通りであった。
１、理論解析可能な拡散体を設計し、測定結果と比較するための散乱係数のリファレンスデータを計算する。
２、立方体を用いて1/10縮尺模型実験を実施する。拡散体ありとなしの２条件において残響減衰の変化を測定する。拡散体の個数は適宜変化させて測定する。
３、拡散体ありとなしの残響減衰の変化から、拡散時間および散乱係数を計算するアルゴリズムを検討する。平成27年度中に基本アルゴリズムを完成させる。
１を除いて達成できた。１については，幾何音響シミュレーション（音線法）による計算は実施できたが，波動音響シミュレーションによる計算は未実施であった。波動音響シミュレーションの計算プログラムを作成中であり，平成28年前半に完成予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究推進方策は以下の通りである。
平成28年度の研究計画
１、平成27年度に完成させた基本アルゴリズムが直方体でも成立するかどうか確認する。そのため直方体を用いて1/10縮尺模型実験を実施する。２、基本アルゴリズムに問題があった場合、直方体でも成立するように修正し、汎用アルゴリズムを完成させる。３、成果を国際会議Internoise2016で発表する。
平成29年度の研究計画
１、平成29年度は、1/10縮尺模型実験で検討した散乱係数測定アルゴリズムが実音場でも成立するかどうか、直方体残響室で実証実験を実施して確認する。２、研究成果をまとめ、国際会議等で発表する。
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| Causes of Carryover |
平成27年度に1/10縮尺模型実験の模型として立方体，直方体などを複数製作する予定であったが，平成27年度は立方体だけの製作にとどめた。その理由として，まずは立方体で実験を行って，模型の素材や壁厚などを検証した後に複数作成した方が，万一素材や壁厚などの変更があったときに対応できるからである。そのため，直方体などの模型製作は平成28年度に計画を移行し，それに伴う様々な拡散体の製作も平成28年度に行うこととした。これら費用は平成28年度に使用することとなったため次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度は，直方体など形状の異なる複数の模型および，様々な拡散体の製作にともなう費用が発生する。さらに，ドイツのハンブルグで開催される国際会議インターノイズ2016に当該テーマで招待講演の依頼を受けたため学会発表する。その学会発表登録費および海外渡航費用に使用予定である。
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Research Products
(4 results)
