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ゼロ制御パワー現象を基調とした開空間音響場のグローカル能動騒音制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K04261
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
研究機関成蹊大学

研究代表者

岩本 宏之  成蹊大学, 理工学部, 教授 (90404938)

研究分担者 久野 翔太郎  成蹊大学, 理工学部, 助教 (00825945)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードグローカル制御 / ゼロ制御パワー / 能動騒音制御 / 音響パワー / 自由空間 / 開空間 / ゼロ制御パワー現象
研究開始時の研究の概要

本研究課題では,能動騒音制御によって開空間の音響パワーを最小化した際に制御音源のパワーがゼロになる現象に着目し,制御点周辺の情報のみからグローバルな騒音抑制を可能とする手法を提案する.ただし,ゼロ制御パワー現象は全音響パワー最小化の必要条件に過ぎないので,当該現象と何らかの評価関数(ダミー評価関数)をセットにすることで,必要十分条件を構築する.また,複数制御音源によるゼロ制御パワー現象の発現条件を解明し,当該現象とダミー評価関数の最小化を両立する制御手法を確立する.最終的には,低周波発生装置を騒音源とするフィールド実験を行うことで,その有用性を実証する.

研究成果の概要

本研究では、能動騒音制御によって開空間場における全音響パワーを最小化した際に制御パワーがゼロになる「ゼロ制御パワー現象」に着目し、当該現象を積極的に惹起することによって、制御音源周りの情報のみでグローバルな最適制御を達成する手法の提案を目的としている。まず、研究第一段階として、音源間モビリティの相反性がゼロ制御パワー現象の発現条件であることを明らかにした。次に、ゼロ制御パワーを拘束条件としたうえで、全音響パワーと各種物理量の関係性を吟味した結果、制御音源近傍におけるアクティブインテンシティとリアクティブインテンシティの比が準最適な制御状態を達成する評価関数となることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の音響パワー制御法では、制御音源のみならず騒音源の情報も制御系の設計に必要であった。このことは、能動騒音制御系を導入する際の大きな障壁となる。本研究では、この状況を打破すべく、制御音源周りの情報のみで最適制御系を構築するグローカル制御を提案した。これにより、能動騒音制御が有効とされる低周波騒音を抑制するシステムの実装が容易となる。応用例としては風車騒音の抑制などが考えられ、再生エネルギ普及への貢献が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] University of Adelaide(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] アデレード大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アデレード大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アデレード大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 粘弾性体落下衝撃における材料係数の同定2023

    • 著者名/発表者名
      IWAMOTO Hiroyuki、SAIGO Muneharu、YUGE Kohei、KATO Hiroshi
    • 雑誌名

      日本ゴム協会誌

      巻: 96 号: 1 ページ: 11-16

    • DOI

      10.2324/gomu.96.11

    • ISSN
      0029-022X, 1884-0442
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wave-trapping control of a cascaded lumped-parameter system using opposed active wave diodes2023

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Hiroyuki、Hisano Shotaro
    • 雑誌名

      Journal of Sound and Vibration

      巻: 543 ページ: 117371-117371

    • DOI

      10.1016/j.jsv.2022.117371

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複数の分布音源を用いた開空間における音響パワーの最小化(制御効果の検証とゼロ制御パワー現象について)2022

    • 著者名/発表者名
      OGASAWARA Yuta、IWAMOTO Hiroyuki、HISANO Shotaro
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 88 号: 915 ページ: 22-00217-22-00217

    • DOI

      10.1299/transjsme.22-00217

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coupled Analysis of Acoustic Space and Thin-Plate Vibrations by a Lumped-Mass Model Using Raviart?Thomas Elements2022

    • 著者名/発表者名
      Hisano Shotaro、Ishikawa Satoshi、Iwamoto Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical and Computational Acoustics

      巻: 30 号: 04

    • DOI

      10.1142/s259172852250013x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 集中系モデルによるパラメトリックスピーカの差音解析(部分構造合成法による円筒型音響空間の定常応答解析)2022

    • 著者名/発表者名
      HISANO Shotaro、IWAMOTO Hiroyuki、ISHIKAWA Satoshi
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 88 号: 911 ページ: 22-00096-22-00096

    • DOI

      10.1299/transjsme.22-00096

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modelling and feedforward control of wave propagation in an orthotropic rectangular panel based on a transfer matrix method2020

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Hiroyuki、Hisano Shotaro、Tanaka Nobuo
    • 雑誌名

      Journal of Sound and Vibration

      巻: 487 ページ: 115639-115639

    • DOI

      10.1016/j.jsv.2020.115639

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Minimization of acoustic power in free space using dipole sound sources2023

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ogasawara, Hiroyuki Iwamoto and Shotaro Hisano
    • 学会等名
      NOVEM2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of thermoacoustic phenomenon using concentrated mass model2023

    • 著者名/発表者名
      Daiki Funyu, Shotaro Hisano, Hiroyuki Iwamoto and Satoshi Ishikawa
    • 学会等名
      NOVEM2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パラメトリックスピーカとマイクロホンによる吸音率測定法の新提案2023

    • 著者名/発表者名
      關龍平,久野翔太郎,岩本宏之,石川諭
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第29期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] パラメトリックスピーカによる吸音材の性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      關龍平,久野翔太郎,岩本宏之,石川諭
    • 学会等名
      第20回評価・診断に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 集中系モデルを用いたインピーダンス境 界を有する空間におけるパラメトリックスピ ーカの解析2021

    • 著者名/発表者名
      關龍平,久野翔太郎,岩本宏之,石川諭
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 集中系モデル用いた熱音響自励振動解析 手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      久野翔太郎,石川諭,岩本宏之
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 対向型アクティブ波動ダイオードを基調 とした一次元集中定数モデルにおける波動ト ラッピング制御2021

    • 著者名/発表者名
      岩本宏之,久野翔太郎,田中信雄
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 3 重壁構造物における音響放射パワー最 適制御2020

    • 著者名/発表者名
      田中 裕貴, 岩本 宏之, 久野 翔太郎
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 無限バッフルの平面構造における音響パ ワーの最小化とゼロパワー現象の条件2020

    • 著者名/発表者名
      小笠原 雄太, 岩本 宏之, 久野 翔太郎
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 集中系モデルによる温度勾配のある音響管の解析2020

    • 著者名/発表者名
      久野 翔太郎, 石川 諭, 岩本 宏之
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural-acoustic coupled analysis by concentrated mass model2019

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hisano, Satoshi Ishikawa, Shinya Kijimoto and Hiroyuki Iwamoto
    • 学会等名
      Asia-Pacific Vibration Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal control of acoustic radiation power for a multiple-walled structure2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tanaka, Hiroyuki Iwamoto and Shotaro Hisano
    • 学会等名
      Asia-Pacific Vibration Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive control of a string-plate coupled system2019

    • 著者名/発表者名
      Marin Matsuyama, Hiroyuki Iwamoto and Shotaro Hisano
    • 学会等名
      Asia-Pacific Vibration Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Minimization of sound power using multiple control sources -on the zero control power phenomenon-2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ogasawara, Hiroyuki Iwamoto and Shotaro Hisano
    • 学会等名
      Asia-Pacific Vibration Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スマートセンサと適応フィードフォワード制御による柔軟はりのエネルギ最小化制御2019

    • 著者名/発表者名
      岩本宏之,久野翔太郎,山田遼太郎
    • 学会等名
      Dynamics & Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多重壁構造物における音響放射パワー最適制御2019

    • 著者名/発表者名
      田中裕貴,岩本宏之,久野翔太郎
    • 学会等名
      Dynamics & Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 集中系モデルによる音響振動連成現象の解析2019

    • 著者名/発表者名
      久野翔太郎,石川諭,雉本信哉,岩本宏之
    • 学会等名
      Dynamics & Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 音響パワーの最小化とゼロパワー現象の発生条件2019

    • 著者名/発表者名
      小笠原雄太,岩本宏之,久野翔太郎
    • 学会等名
      Dynamics & Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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