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2023 年度 実績報告書

大規模数値解析を用いた管楽器の発音機構の解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K03655
研究機関九州工業大学

研究代表者

高橋 公也  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (70188001)

研究分担者 服部 裕司  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70261469)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード流体音 / 管楽器 / 熱音響機器 / バスレフポート
研究実績の概要

九州大学のスーパーコンピューターを用いて圧縮性流体の大規模計算を行い、以下の項目の研究を行った。
1) LESを用いた3次元エアジェット楽器の解析: 前年度に引き続きフットの付いたオルガンパイプの解析を行い、その成果をイタリアで開かれたForum Acousticum2023で発表した。その後、管体とフットの圧力振動とジェット振動の間の位相差に着目して、フットの共鳴周波数と楽器の発振の安定性の関係を探求し、その成果を原著論文にまとめAcusticaに投稿した。また、オルガンパイプのジェット流速と音波強度の関係が対数関数的になることに注目し、数値解析を行い、実験結果を定性的に再現することに成功した。
2) 音孔の開閉に伴う発振音の変化の再現: 2つの音孔を持つ管楽器の2次元モデルの解析を行い。閉じる時と開く時の動作の再現に成功し、音孔の開閉に伴う音の高さの変化の再現に成功した。
3) シングルリード木管楽器と金管楽器のマウスピース内での音の発生: ダブルリード楽器であるオーボエリードの2次元モデルを圧縮性DNSを用いて解析した。特に、リードの動きをより現実に近いものにした解析を行い、リード振動が倍音の豊かさの鍵となることを示し、その成果を国際会議で発表した。
4) 音響機器の解析: 熱音響エンジンの解析を行い、音波発生の基本的な過程の再現に成功し、その成果を国際会議で発表した。また、昨年度まで行っていたバスレフ型スピーカーのポートノイズの解析は、ヤマハ株式会社との共同研究に進展した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Numerical study on a three-dimensional model of a flue organ pipe: relative phase between pipe and foot, and stability2024

    • 著者名/発表者名
      Ikoga S.、Onomata T.、Tabata R.、Iwagami S.、Kobayashi T.、Takahashi K.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th Convention of the European Acoustics Association Forum Acusticum 2023

      巻: 2 ページ: 4439-4442

    • DOI

      10.61782/fa.2023.0425

    • 査読あり
  • [学会発表] Numerical Study on Sound Generation Process of an Oboe Reeds with DNS2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakahara, R. Sumita, R. Tabata, S. Iwagami, T. Nanri, T. Kobayashi, Y. Hattori, Kin’ya Takahashi
    • 学会等名
      Proceedings of Twentieth International Conference on Flow Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Study on Fundamental Process of a Thermoacoustic Engine2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Tashima, T. Ohno, T. Nanri, T. Kobayashi, Y.i Hattori, K. Takahashi
    • 学会等名
      Proceedings of Twentieth International Conference on Flow Dynamics
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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