| 研究概要 |
本研究課題では,TLM逆伝搬アルゴリズムに基づいた時間領域の音源探査法を提案した。TLM逆伝搬解析プログラムは,すでに開発されている超音波CT用のプログラムを利用して音源探査用に変更した。アルゴリズムにはFFTによる周波数解析を用いた推定方法と平均パワー分布による推定方法を採用した。まず,2次元の音響空間を想定して数値実験を行った結果
1.逆伝搬計算により音波が音源に戻る様子が観測でき,本手法で音源探査が可能である。
2.音源面が限定されている場合はその面上,限定されない場合は対象領域内のすべての節点の逆伝搬波を記録し,それにFFTによる周波数解析で振幅分布あるいは平均パワー分布を計算すれば音源分布が推定できる。
3.FFT法はパワー法よりも回折の影響を受けやすい。
4.伝搬波の波長以下の間隔で観測点を設置する必要がある。
5.観測波のS/Nはさほど影響しないが,観測点位置に影響を受ける。
6.複数の音源で音源位置が重なっていても周波数が異なっていれば探査可能である。
等が示された。さらに,現実的な問題に対応できるように3次元音響空間を扱えるシミュレータを開発し,点音源など簡単な場合について基本的な性能評価を実施した。その結果,3次元場の場合も2次元場の場合と同様な推定が可能であることが示された。
プログラムの開発と並行して,音源探査システムを試作した。本システムは限られた音響空間で実験を行いやすくするために,水中超音波を用いている。パルス波を送波器から放射し,リニアアクチュエータにより移動可能な受波器を用いて複数地点の観測波形を取得できるようにしてある。周波数180kHzの円形ピストン音源によって形成される音響空間に本手法を適用したところ,音源位置がほぼ確認でき,本手法による音源探査の可能性が示された。
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