2019 Fiscal Year Research-status Report
快音歯科ドリルの設計に向けた流体音響工学アプローチ
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19K10148
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山田 朋美 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (70452448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野崎 一徳 大阪大学, 歯学部附属病院, 准教授 (40379110)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 歯科 / ドリル / タービン / 流体 / 音 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯科治療において歯を削る歯科ドリル音は不快感や恐怖心を与えるものであり、その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。本研究においては、歯科騒音対策として、流体音響工学（流体力学と音響工学の融合）という新たな分野を組み込み、数値流体音響シミュレーションによる発音現象をとらえようとするものである。さらに、音響物理評価や心理評価と組み合わせることで、歯科ドリルの不快音の発生メカニズムを明らかにすることを目的とする。今後得られる成果により不快音の発生を抑えた画期的な歯科ドリルの設計につながり、歯科受診者の心理ストレスの軽減に役立てることができる。
初年度である令和元年度においては、歯科ドリル音に対する主観的心理評価を行った。さらに、スーパーコンピュータを用いた計算を進めるための前準備として、既成の歯科ドリルを用いてCADデータを作成し、得られたCADデータを基に、インペラ（回転領域）とボリュート（静止領域）の計算格子（メッシュ）の作成を進めた。本課題におけるメッシュ作成には高度な技術が必要で困難が予想されたが、歯科ドリル内部の羽根車周囲の流体解析シミュレーションに必要な精度でのメッシュ作成を行うことができ、数値計算の準備が整った。1分間に40,000万回転という高速回転する歯科ドリルの回転数及び発生音を実際に計測するための測定条件についての課題にも取り組み準備を整えた。
これらを踏まえ、今後得られる流体音響シミュレーションの精度を実際に測定して得た音響データと比較確認し検証をすすめる予定である。
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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
最先端の産業用CT装置を用いることで精度の高いCADデータを得ることができた。さらに、困難が伴うと予想された数値流体計算手法に必要なメッシュの作成が予想以上に進んだため。
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| Strategy for Future Research Activity |
スーパーコンピュータを利用し歯科用ドリル内部の流体解析を行う。コンピューター上の流体音響シミュレーションを進めるとともに、大阪大学歯学部附属病院の診療室にて、人工歯の切削時における切削音測定を行い、シミュレーションの精度を確認する。さらに音に対する主観的評価も行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初予想していた研究計画の実施順序が変更となったこと、またCOVID-19による発表の中止などにより次年度使用額が生じた。次年度においては、研究発表および計測のための機器購入などに用いる予定である。
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