| 研究課題/領域番号 |
21K03953
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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 | 帝京大学 |
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研究代表者 |
黒沢 良夫 帝京大学, 理工学部, 教授 (60631885)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 音響 / 振動 / CAE / 吸音 / 遮音 / 有限要素法 / 音響メタマテリアル / セルロースナノファイバー / 自動車 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、CO2排出削減のためハイブリッド自動車や電気自動車が増加している。これらの車の特有の騒音の低減には多くの吸遮音材が必要であり、吸音・遮音アイテムの高性能化・軽量化には、繊維の細いナノファイバーや、音響メタマテリアルが有効であると考える。これらの音響特性は解明されてない部分も多く、自動車への適用も検討が始められたばかりである。まずは個々の特性を独自な伝達マトリックス法やFEMを用いて解明・分析し、予測技術・解析手法の開発を行う。次にそれらを自動車に用いて効率的な車内音・車外音対策が行えるよう、従来技術などを活用・改良しつつ最適化検討や実験検証を行う。
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| 研究成果の概要 |
セルロースナノファイバーに関し、フェルトにゲル状のCNFを吹きかけ乾燥させたサンプルの吸音率、流れ抵抗を計測した。吸音率のピーク周波数は低周波側に移動した。流れ抵抗は、おおよそCNFの量に正の相関で大きくなることが確認できた。
音響メタマテリアルに関し、PPをハニカム構造に加工したものの上下にフィルムを貼り、4種類の穴パターンと3種類の積層パターンの組み合わせで透過損失を計測した。ゴム層を最上部に置くことにより、すべてのモデルで遮音性能が大きく向上することを確認できた。テストピースと同様のFEモデルを作成し、計算結果は計測結果をおおよそ再現できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
セルロースナノファイバーに関して、従来の研究では樹脂などに混ぜて強度・剛性をUpする研究がほとんどであったところ、吸音に関する効果を実証できた。
音響メタマテリアルに関して、従来の研究では吸音に関するものが多かったが、他の材料と組み合わせて遮音に関する音響性能について解明出来た。
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