2012 Fiscal Year Annual Research Report
建築環境の波動音響数値解析のためのマクロ的境界モデリング
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24360238
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
大鶴 徹 大分大学, 工学部, 教授 (30152193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富来 礼次 大分大学, 工学部, 准教授 (20420648)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 建築環境・設備 / 建築音響 / モデリング / 波動音響解析 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、(1)形状と吸音に関するモデリング手法の確立、(2)実在建築の境界測定システムの整備、の2点、初年度の研究概要と成果は以下のとおりである。
(1)モデリング手法:修正積分則を適用する27節点スプライン音響要素に関し、任意の周波数に対し分散誤差を最小化する積分点修正手法を提案した。提案要素を用い既存ベンチマーク問題BO-1Fを解析し、従来型の27節点スプライン音響要素による解析と比較した。その結果、提案要素の性能が従来型に比べより高いことを、周波数と分割数の関係性とともに実証した。また、基準値l_G、を用い定量化する形状モデリング手法の効果を、容積55m^3の事務室に設置された窓のモデリングを15通り(窓3ケース×モデリング5種)変化させ有限要素解析し、得られる音響指標(T30、C50)の精度と周波数との関係を明示した。さらに、同一寸法の事務室の境界条件を変化させた音場を対象に数値シミュレーションを行い、そのインパルス応答算定結果を用いた単語と音楽の聴取に関する主観評価実験を実施し、算定した各種音響指標と近似程度との関係を示した。
(2)境界測定システム:インピーダンス境界を適確に測定するために不可欠な音圧-粒子速度センサの校正と精度に関わる基礎的検討を実施した。その結果、温度や湿度の変化が小さい場合は、既存の管内法による1次元の校正手法により、十分な再現性と精度のもとEA法による吸音測定が可能という結果が得られた。ただし、グラスウール50mm厚のみの検討であるため、更なるデータ蓄積が重要である。また、写真測量法を応用した境界形状測定法に関し、魚眼レンズによる測定を実施し、その効率化の可能性の検証と課題の整理を行った。引き続き、次年度以降も検討を継続する予定である。
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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
当初計画した2点の目的達成に向け、理論、数値解析、実験の3面でおおむね順調に進展しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記音圧一粒子速度センサに関する基礎的検討により、測定環境管理を含む的確な校正と適切な平均化で、高い精度と再現性が期待できることが示された。この結果を踏まえ、新規の校正法開発が必要となる当初予定3次元センサに替え、複数個の1次元センサによる測定を実施することとした。
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