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振動モードの音への寄与を考慮した能動遮音制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K04004
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関工学院大学 (2020)
東京大学 (2018-2019)

研究代表者

貝塚 勉  工学院大学, 先進工学部, 准教授 (50756369)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード騒音制御 / 遮音制御 / 振動制御 / 放射音 / 振動 / 騒音 / 遮音 / 振動モード / 閉空間 / 制御 / 構造音響連成 / 能動遮音制御 / 能動騒音制御 / 能動振動制御 / モード制御 / モード・フィルタ / 能動制御
研究成果の概要

小型軽量のセンサとアクチュエータを構造物に取り付け、構造物の振動を計測・制御することで、構造物から放射される騒音を減らしたい。こうした問題設定のもと、騒音への寄与の大きい振動モードを特定し、それを選択的に計測・制御するという、効果的かつ効率的な制御系の設計論を提案した。振動モード同士が連成するため、ひとつの振動モードを抑制するだけで、自己のみならず他の振動モードの共振ピークも芋づる式に抑制しうる。提案する制御系の有効性を計算機シミュレーションと実験の両面から示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

騒音の低減は、様々な工業製品で要求される。従来の騒音対策は、制振材や吸音材を構造物に貼付する受動的な対策だが、原理的に低周波音には効きにくい。大量の材料を貼付すれば低周波音も十分減らしうるが、それでは軽量性が損なわれる。本研究は能動的な対策であり、軽量性と静粛性を両立しうる。この種の技術(振動の計測・制御による騒音の低減)に関する研究は世界中で行われているが、振動と騒音の大小が比例しないため、闇雲に振動を小さくしても騒音は小さくならない等の課題があり、実用的に普及するには至っていない。本研究の成果は、そのひとつの解決策になりうる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Active structural modal control for sound reduction in an enclosure: Experimental verification2021

    • 著者名/発表者名
      Kaizuka Tsutomu、Iwamoto Hiroyuki、Nakano Kimihiko
    • 雑誌名

      Applied Acoustics

      巻: 178 ページ: 107965-107965

    • DOI

      10.1016/j.apacoust.2021.107965

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Active control of sound transmission into an enclosure using structural modal filters2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kaizuka and K. Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Sound and Vibration

      巻: 431 ページ: 328-345

    • DOI

      10.1016/j.jsv.2018.06.012

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 閉空間において振動または騒音を能動的に最小化したときの振動モードの挙動2019

    • 著者名/発表者名
      貝塚勉、中野公彦
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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