| 研究課題/領域番号 |
21K03956
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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 | 関西大学 |
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研究代表者 |
山田 啓介 関西大学, システム理工学部, 教授 (80456798)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021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 | 波動 / 能動制御 / 騒音制御 / 進行波 / コムフィルタ / 振動解析 / モード解析 / 無反射境界 / 振動制御 / 音波 / 曲げ波 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
機械の軽量化や，内燃機関のモータへの置きかえ等により，振動や騒音に対する要求はさらに厳しくなっている．従来の振動・騒音の制御では共振や共鳴を抑える発想で対策されることが多かったが，この延長では振動・騒音低減のブレイクスルーは困難であると考えられる．共振や共鳴は定在波が増幅することに他ならないが，本研究では定在波が生じる前の進行波に着目し，機械力学的な立ち位置で波動の干渉により振動や騒音を相殺する新しい方法を提案する．そもそも定在波が生じない状態を目指すことにより，従来よりも大きな振動・騒音低減効果が得られる可能性がある．
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| 研究成果の概要 |
本研究では定在波である振動モードを念頭に制御手法を考えるのではなく，定在波になる前の，波動の視点で振動・騒音制御手法を提案した．本研究では，一次元音響管内を伝播する騒音の低減を目的として，二つの制御用スピーカで前進波のみを生成するコンセプトで複数の手法を提案した．制御用スピーカで後退波が生成されないことにより，参照マイクロホンで制御音を検出しなくなるため，この方法ではハウリングを回避できる．また，提案手法のシミュレーションを実施するために，任意のインピーダンスを設置した音場やはりの振動解析手法等も提案した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の能動騒音制御では参照マイクロホンにおいて騒音だけでなく，制御音も検出し，それが系の安定性の低下につながっていたが，提案手法を用いれば制御音のフィードバックを回避できる．また，空間的・時間的細分を用いた進行波の抽出を提案したが，この方法を用いれば一方向の音波のみを検出できるため，前進波である騒音のみをリアルタイムに取り出せる．これらの成果は従来法にも適用できる，汎用性の高い手法である．また，振動解析手法は振動を定在波で考える場合にも利用することが可能で，こちらも汎用性の高い提案であり，機械力分野に広く貢献できる．
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