2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of compact lightweight acoustic lens and cloaking material using phononic crystal structure
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15K06624
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
土屋 健伸 神奈川大学, 工学部, 准教授 (50291745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 信行 神奈川大学, 公私立大学の部局等, 名誉教授 (20016801)
穴田 哲夫 神奈川大学, 付置研究所, 名誉教授 (20260987)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フォノニック結晶構造 / 音響レンズ / 放物型方程式法 / 時間領域差分法 / ハイブリッド法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フォノニック結晶構造による音波伝搬制御とクローキング材の開発を本研究の目的とした．当初計画したフォノニック結晶構造による音波伝搬制御による音響レンズの設計を行ったが，設計時間に時間が掛かることが判明したため効率的な音波伝搬解析手法を開発した．応用例として海洋内の音波伝搬解析を行って，その計算時間の短縮効果を調べた．
新しく提案した手法は，放物型方程式法と時間領域差分法を組み合わせた手法である．時間領域差分法は波動論的な解析手法であり，波動方程式を直接差分化するために精度が高い．しかし，時間領域差分法は計算時間と計算メモリ要求量が多いので計算時間がかかる．そこで，遠距離では波動方程式の遠方界近似である放物型方程式法で解析し，音源近傍は時間領域差分法で解析するハイブリッド法を構築し，その性能を評価した．
距離約100 km，深度数100 mの浅海での伝搬解析において，解析条件として海底底質を変化させた．音源深度および海面，海底近傍での距離方向の音圧分布を求めた結果，従来手法と同程度の解析精度を得えられることを確認した．さらに解析時間は30分の1以下に短縮した．
以上より，効率的な音波伝搬解析手法を開発したといえる．この手法を用いることでフォノニック結晶構造による音波伝搬制御とクローキング材の設計を高速に行うことができるようになった．
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Research Products
(6 results)
