2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
25249022
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
田中 信雄 首都大学東京, システムデザイン研究科, 名誉教授 (70305423)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 良司 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第一部機械技術 グループ, 主任研究員 (60463030)
岩本 宏之 成蹊大学, 理工学部, 准教授 (90404938)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 絶対静粛空間 / エバネセント波 / 音響振動連成 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
グローバル絶対静粛空間創成のための基本因子であるトリビアル条件および静粛度を示すトリビアル効果について、開空間場と閉空間場の二つの場においてこれを追求した。
開空間場：無限平板を伝搬する曲げ波より放射される固体伝搬音は、位相速度がコインシデンス速度（周波数）以下の場合、音響放射パワーはゼロとなりエバネセント波のみを放射する。そこでこのエバネセント波放射現象を具現化するに当たり、実利性を鑑み点音源アレイによるモデル化を試みた。まず、点音源を一列に配置し、これを遅延駆動（phased array drive）することにより曲げ波の位相速度を模擬し、点音源列より放射する音同士の相互干渉により、放射音圧が音源近傍でローカライズできることを、解析および実験により明らかにした。また、当該手法に関しては、その基本特許を出願した。さらに、放射音圧分布の平坦化を意図して、点音源を円筒状に配列し、これを遅延駆動することにより無限平板モデルを模擬することを試みた。
閉空間場：一面弾性五面剛壁直方体キャビティにおけるeigenpairを、波動制御系を記述する際に用いられる伝達マトリックス法の観点より導出することに成功した。システムモデルの作成に当たってはキャビティ内に点音源を配置し、弾性板には強制力が作用する初期設定より始めた。この解法と在来法であるモーダルカップリング法との本質的な相違は、後者がモード関数として剛壁モード関数を使用するのに対し、前者は境界条件を考慮していることである。したがって、在来法は空間境界条件を満たすことはないが、その致命欠陥を伝達マトリックス法により解決した。
さらに、強連成場における振動方程式を主体として、これに波動方程式と境界条件を付随させるというロジックによりモード連成直交条件を導出し、これまでに得られたモード直交条件との整合性を検証した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
５年計画にあたる２年度においては、グローバル絶対静粛空間の創成に向けて、それを実現するためのトリビアル条件とトリビアル効果を具体的に追求した。まず開空間場においては、無限平板に屈曲波が伝搬する際に、曲げ波の位相速度がカットオン速度以下ではエバネセント波のみを放射するという自然の摂理に着目して、当該現象を具現化することの容易な点音源列を導入することによりこれを模すという試みが奏功し、絶対静粛空間の創成に向ける礎石が得られたので、今後の有力な技法となる。また、閉空間場においては当該研究グループが既に導出した強連成直方体キャビティのeigenpairに加えて、分布定数系構造物を対象とする波動制御系を構築する際に適用される伝達マトリックス法により、強連成直方体キャビティにおけるeigenpairを導出することができたので、制御系構築を進める上でも有力な武器を確保することができた。さらに連成モード直交条件の有意性を立証すると共に、キャビティ内における点音源と弾性平板に作用する外力を導入した際のモード方程式を導出した。このことにより、当該研究グループが主張する、「力ずくの制御」ではなく「自然の摂理に適った制御」の実現に向けた知見が得られたので、当該年度における目標は概ね達成できたものと考える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
５年計画プロジェクトの２年度を終え、今後取り組むべき指針や技法を具体的に得られたので、今後も開空間場および閉空間場の特性を勘案した絶対静粛空間生成法を追求する。ついで、これらの場を統合することでグローバルな絶対静粛空間生成法を確立する手順を踏む。また、研究遂行の過程で興味深い現象や新たな着想が得られた場合には、柔軟なスタンスで当該研究を展開していきたいと考えている。さらに、音響制御の分野ではトップクラスにあるアデレード大学（豪州）の研究グループと研究代表者らは、昨年度も交流を深めグローバル絶対静粛空間の課題を深耕できたので、今後一層の研究交流に努め、双方のシナジー効果により実ある研究成果を挙げたいと考えている。
|
