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2018 年度 実績報告書

次世代型振動音響連成FDTD法の構築と床振動シミュレーションへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14774
研究機関東京理科大学

研究代表者

朝倉 巧  東京理科大学, 理工学部機械工学科, 講師 (60778207)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード床衝撃音 / 時間領域差分法 / 波動解析手法 / 曲げ波 / 縦波 / 固体伝搬音
研究実績の概要

本研究は、時間領域差分法(FDTD)による建築床構造を対象とした振動解析の柔軟性、解析効率およびその解析精度向上を目的としている。床構造は、その一部にコンクリート床スラブ、床板、あるいはこれらを支持する支持脚等を含んでいるため、加振力に応じてその応答が変化するような非線形を有する場合も多く見受けられる。本年度は、支持脚における防振ゴムの振動伝達特性を精度よくモデル化できる解析スキームの構築、支持脚-スラブ間の接触部分における振動伝達の解析スキームの構築を実施し、最終的にこれらの解析技術を応用した上で、床衝撃音レベルの解析を実施した。1点目の検討においては、床板とスラブが支持脚を介して、振動を伝達する際に、支持脚とスラブの接触部分にバネ要素を導入したFDTD解析手法を構築し、模型実験において計測した防振ゴムを介した振動伝達特性との比較により、その妥当性を検証した。2点目においては、加振直後において、床スラブからの反力によって支持脚が飛び跳ねる現象をモデル化し、これを導入したFDTD解析結果と実験結果の比較により、上記と同様に妥当性を検証した。その結果、FDTD法解析においても、非線形なばね特性をモデル化した解析を実施できることを確認した。また、この手法を用いて妥当な床衝撃音レベル予測結果が得られることを確認した。また、3次元弾性要素によるFDTD解析スキームも実施し、解析結果を得たが、低次要素との結合スキームについては、模型実験との整合性の確認までには至らなかったため、これについては今後の課題である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Finite-difference time-domain analysis on structure-borne sound transmission char-acteristics of double-plate structures connected by elastically supported bars2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Asakura
    • 雑誌名

      Acoustical Science & Technology

      巻: 39 ページ: 436, 439

    • DOI

      https://doi.org/10.1250/ast.39.436

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] NUMERICAL SIMULATION OF FLOOR VIBRATION BY USING FINITE-DIFFERENCE TIME-DOMAIN METHOD2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi asakura and Masao Takeshima
    • 学会等名
      ICSV 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of floor-impact sound transmission through double-plate floor structures by using finite-difference time-domain analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi Asakura
    • 学会等名
      Inter-noise 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of vibration damping by granular materials2019

    • 著者名/発表者名
      Masao Takeshima and Takumi Asakura
    • 学会等名
      ICA 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] FINITE-DIFFERENCE TIME-DOMAIN ANALYSIS ON VIBRATION OF FLOOR STRUCTURE2018

    • 著者名/発表者名
      Takumi Asakura
    • 学会等名
      ICSV 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間領域差分法による二重板構造を対象とした振動音響伝搬解析2018

    • 著者名/発表者名
      朝倉巧
    • 学会等名
      2018年日本音響学会秋季研究発表会

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公開日: 2019-12-27  

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