| 研究課題/領域番号 |
19K03655
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
高橋 公也 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (70188001)
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| 研究分担者 |
服部 裕司 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70261469)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 流体音 / 管楽器 / 圧縮流体 / 遅延方程式 / 熱音響機器 / バスレフポート / 大規模数値解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
DNSおよびLESを用いた圧縮性流体の大規模数値計算を行い、管楽器の音源である流体音(空力音)の発生機構とその特性を解析し、音源と管体の相互作用により発振する楽器の発音 機構の解析を行う。また、その成果の楽器や音響機器の設計への応用を考える。具体的な対象は、オルガンパイプ等のエアリード楽器、クラリネット等のシングルリード木管楽器と金管楽器のマウスピースである。また、運指と音のピッチの関係の基礎研究として遅延方程式モデルの解析も行う。
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| 研究成果の概要 |
DNSおよびLESを用いた圧縮性流体の大規模数値計算を行い、管楽器の音源である流体音(空力音)の発生機構とその特性を解析し、音源と管体の 相互作用により発振する楽器の発音機構の解析を行った。また、その成果を応用し、音響機器の解析を行った。具体的な対象は、オルガ ンパイプ等のエアリード楽器、クラリネット等のリード木管楽器と金管楽器のマウスピースである。また、運指と音のピッチの関係の基礎研究として遅延方程式モデルの解析も行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、管楽器の発音機構を低マッハ数における流体音の問題として捉え、大規模流体音響解析を用いて楽器音の発生過程を明らかにした点に学術的な意義がある。研究手法や得られた成果は、管楽器の設計だけでなく、音響機器の設計、キャビティ騒音の発生機構の解析等の広い応用が見込まれる。特に、オルガンパイプのフットの解析成果は、パイプオルガンやその他のエアリード楽器の設計開発に役に立つと考えられる。
また、多重遅延系の基礎解析の成果は、遅延方程式でモデル化可能な様々な現象の解析への応用が期待される。
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