| 研究課題/領域番号 |
20H02103
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
及川 靖広 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70333135)
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| 研究分担者 |
池田 雄介 東京電機大学, 未来科学部, 教授 (80466333)
矢田部 浩平 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20801278)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 光学的音響計測 / 偏光高速度干渉計 / 音場 / 音源 / 最適化信号処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マイクロホンを用いて音源直近の音場を波動現象として計測することは困難が生じることがある．そこで，偏光高速度カメラを組み込んだ干渉計を用いた光学的音響計測手法を適用し，動画を撮影することにより音場の可視化計測を行う．まず，我々が日常的生活で気になりやすい周波数帯域，音圧レベルの音に対してサブミリオーダの時間空間分解能をもつ可視化計測法を確立する．次に，可視化計測結果に対して物理最適化信号処理やスパース信号処理を適用し音響現象として音源を記述，音源と音場を統一的に扱う手法を確立する．最後に，提案手法を適用した物理計測実験によって様々な音源に対して有効であることを明らかにする．
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，偏光高速度カメラを組み込んだ干渉計を用いた光学的音響計測手法を適用し音源に近接した空間の音場の計測法を確立し，その振る舞いをミクロに計測可能にする．それを基に音源を音響現象として記述することにより音源と音場を統一的に扱う手法を確立することを目指している．本年度は，昨年度に引き続き，音響現象としての音源のモデル化，実験と数値計算による評価，実用化及び汎用化と総括を実施した．
(1) 音響現象としての音源のモデル化：昨年度実施した発音体の記述，空力音の記述，スパース最適化信号処理を用いた仮想音源推定に加え，小型空間内に設置された音源が空間内の音場に与える影響，空間形状が空間内の音場に与える影響などについて検討を加えた．円形空間を対象とし検討を行い，拡散体の評価に有効であること示した．
(2) 実験と数値計算による評価：薄膜トランスデューサ，バイオリン・カスタネット・トライアングル・鐘などの楽器から発生する音，高速移動する音源から発生する音などについて計測・評価を行い，様々な音源に対して提案手法が有効性であることを明らかにした．また，球面調和関数展開を利用した解析とそれに基づく音場復元手法を確立し，音源の評価が可能であることを示した．
(3) 実用化及び汎用化と総括：本研究で構築したハードウェア・ソフトウェアを計測システムとして統合した．自動車分野，鉄道分野，建築分野等での課題に適用し，研究開発の現場で有効なツールとなることを確認した．実用化及び汎用化が実現された．最後に，本研究課題の内容をまとめ，残された課題を明らかにした．機械学習的手法の導入によるシステムの高度化等，本研究の継続的実施を見据えた計画の立案を行なった．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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