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点集中型パラメトリックスピーカの振動現象の解明と細胞培養用力学刺激装置への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K18848
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
研究機関山形大学

研究代表者

有我 祐一  山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (40372338)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード非線形音響学 / 線形音響学 / 加振装置 / 超音波 / パラメトリックスピーカ / 振動 / 音響放射力 / 低周波振動 / 超音波発音素子 / 細胞培養 / 力学刺激
研究成果の概要

提案している点集中型パラメトリックスピーカから発生する低周波加振力の振る舞いを把握するために,非線形音響シミュレーション環境を構築するとともに,計測装置を開発して実験的に評価することで,焦点距離が異なるスピーカの加振力発生原理を調べた.
CIP法を適用した2次元音場解析の結果,および,実測の結果から,長焦点での加振力発生原理は非線形音響学で説明できることが示唆された.また,短焦点での加振力発生原理は線形音響学の世界における音と加振する物体との連成振動であると推察できることが示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

音によって物体が振動する現象を説明する場合,一般的には線形音響学の分野での「音と物体の連成振動」の考え方が使われる.一方,最近発展した超音波を利用した非線形音響は主に指向性の強いスピーカーとして用いられているが,適切に用いることで物体を非接触で振動させられることをシミュレーションと実験の両方から明らかにした.微弱ではあるが,人は聞こえない低周波の力で物体に触れることなく加振することができるため,眼圧計など様々なものへの応用が期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 角膜加振型眼圧計における加振方向に起因した角膜振動形態の変化2018

    • 著者名/発表者名
      有我 祐一,浜沢 啓太
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 摘出豚眼を用いた角膜加振型眼圧計用試験体の眼圧再現精度の評価2018

    • 著者名/発表者名
      有我 祐一,飯 島 俊裕
    • 学会等名
      2018 年度日本機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 点集中型パラメトリックスピーカが発する角膜加振力の評価2017

    • 著者名/発表者名
      有我祐一
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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