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圧電吸音板の背後空気の縮小と広帯域化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420187
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関関西大学

研究代表者

山田 啓介  関西大学, システム理工学部, 准教授 (80456798)

研究分担者 宇津野 秀夫  関西大学, システム理工学部, 教授 (00362442)
研究協力者 寺尾 保紀  
今井 勇企  
西田 隼人  
平山 恵太  
田中 敏史  
大庭 崇史  
川端 優介  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード吸音 / 低周波音 / 圧電素子 / スマート構造システム / 共鳴 / エネルギハーヴェスティング / モード解析 / 振動制御 / スマート構造 / エネルギーハーヴェスティング
研究成果の概要

先行研究で提案した圧電吸音板では対象の周波数において吸音率が最大になったが,高い吸音率が得られる周波数の範囲が狭い問題が残った.そこで,本研究では高い吸音率の得られる範囲の拡大を目的に,二種類の手法を提案した.前者はL-LRC回路を用いることで,固有振動数を一つ増やす方法であり,後者は平板を加振する音圧を増幅し,平板の見かけの機械インピーダンスを低減する方法である.前者では周波数の範囲が5割程度広がり,後者では約3倍に広がった.また,本手法では音場が平板の変位で加振されるため,変位加振の場合のモード解析手法の研究も行った.さらに,圧電吸音板を用いたエネルギ回生の可能性についても研究を行った.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Optimum values of electrical circuit for energy harvesting using a beam and piezoelectric elements2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke YAMADA, Junichi KURATA, Hideo UTSUNO, Yoshihiro MURAKAMI
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005990986

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 振動源の振動特性を考慮した振動エネルギ回生用回路の最適値2017

    • 著者名/発表者名
      山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 圧電吸音板と振動増幅を用いた音響管内の進行波の吸収2017

    • 著者名/発表者名
      今井勇企,山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 振動増幅を用いた圧電吸音板の発振防止による吸音性能の向上2017

    • 著者名/発表者名
      寺尾保紀,山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 圧電吸音板を用いたエネルギ回生の研究2017

    • 著者名/発表者名
      平山恵太,山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成28年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 二自由度共振回路による圧電吸音板の性能向上2017

    • 著者名/発表者名
      西田隼人,山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成28年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 圧電吸音板によるエネルギハーベスティングの理論的解析2016

    • 著者名/発表者名
      平山恵太,山田啓介
    • 学会等名
      第17回システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 圧電吸音板を用いた音響管内の進行波の吸収2016

    • 著者名/発表者名
      今井勇企,山田啓介
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2016
    • 発表場所
      山口大学(山口県宇部市)
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optimum Values of Circuit Used in Energy Harvesting Using Piezoelectric Elements or DC Motors2016

    • 著者名/発表者名
      Yamada Keisuke
    • 学会等名
      The 8th Asian Conference on Multibody Dynamics
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan (Kanazawa Miyako Hotel)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MODAL ANALYSIS OF CONTINUOUS BODY SUBJECTED TO DISPLACEMENT EXCITATION USING COORDINATE TRANSFORMATION2016

    • 著者名/発表者名
      Yamada Keisuke, Utsuno Hideo
    • 学会等名
      The 23rd International Congress on Sound and Vibration
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電磁誘導または圧電効果を用いた振動エネルギ回生の回路の最適値2016

    • 著者名/発表者名
      山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第91期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 負剛性による圧電吸音板の固有振動数の低減に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      田中敏史,山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動増幅による圧電吸音板の吸音特性の広帯域化2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾保紀,山田啓介
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2016
    • 発表場所
      山口大学(山口県宇部市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 構造-音場および音場-音場の連成振動の理論解析2016

    • 著者名/発表者名
      山田啓介
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2016
    • 発表場所
      山口大学(山口県宇部市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 圧電吸音板の共振増幅による吸音効果の広帯域化2015

    • 著者名/発表者名
      寺尾保紀,山田啓介
    • 学会等名
      第16回システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ダクト出口放射音の圧電吸音板による低減2015

    • 著者名/発表者名
      今井勇企,山田啓介
    • 学会等名
      第16回システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 変位加振を受ける連続体の座標変換を用いた振動解析2015

    • 著者名/発表者名
      山田啓介,宇津野秀夫
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] THEORETICAL ANALYSIS OF VIBRATION OF CONTINUOUS BODY USING REPLACEMENT OF DISPLACEMENT EXCITATION WITH FORCE EXCITATION2015

    • 著者名/発表者名
      Yamada Keisuke, and Utsuno Hideo
    • 学会等名
      The 22nd International Congress on Sound and Vibration
    • 発表場所
      Florence (Italy)
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 負ばねを用いた圧電吸音板の小型化に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      大庭崇史,山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧電制音板による一次元音響管の開口端からの放射音の低減2015

    • 著者名/発表者名
      川端優介,山田啓介
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧電吸音板の背後空気の空気ばねの負ばねによる直接相殺2014

    • 著者名/発表者名
      大庭崇史,山田啓介
    • 学会等名
      第15回システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Reduction of air space behind piezoelectric absorbing panel using negative stiffness2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke YAMADA, Kenta YAMAGATA and Hideo UTSUNO
    • 学会等名
      inter.noise 2014
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 連続体の境界における変位加振の等価な力加振への置換による解析2014

    • 著者名/発表者名
      山田啓介
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2014
    • 発表場所
      上智大学
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 山田啓介のHP

    • URL

      http://vibration.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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