| 研究課題/領域番号 |
25420192
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| 研究機関 | 成蹊大学 |
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研究代表者 |
岩本 宏之 成蹊大学, 理工学部, 准教授 (90404938)
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| 研究分担者 |
田中 信雄 首都大学東京, システムデザイン研究科, 名誉教授 (70305423)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 連成現象 / 伝達マトリクス法 / 遮音制御 / 波動制御 |
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| 研究実績の概要 |
近年，環境問題への関心の増加を背景に，高性能・低コストに加えて，静粛性が機械システムの価値を決定づける大きな要因となっている．本研究課題においては，スマートフィルムによって構成された多重壁構造にモードの局在化現象を積極的に惹起させることによって，特に壁を透過しやすい低周波音のエネルギを中間層にトラップ（捕獲）させることで，放射音を劇的に低減する手法の提案を目的としている．今年度は，多重壁構造における振動・音響現象のモデリングと，連成音場に波動制御を講じた場合の制御効果について検討を行った．要点をまとめると以下のようになる．
（１）伝達マトリクス法の導入による両面弾性キャビティの固有値解析と波動モデリング
昨年度において両面弾性壁の固有値問題を定式化したが，計算に使用する弾性壁のモード数と空間の断面方向のモード数を同じにしなくてはならない問題が生じた．しかし，一般的には構造モードの数に比較して空間断面のそれは多く必要とされる場合が多い．この点を解決するために，同じく昨年度に提案した伝達マトリクス法ベースの定式化法を明らかにした．これにより，両者のモード数が異なる場合でも解析が可能になった．さらに，外力を導入した場合の強制応答についても検討し，当該手法によるモデルが連成効果を考慮しつつ境界条件も合致するものであることを明らかにした．
（２）連成音場内における波動制御
多重フィルム構造を制御する場合，中間層に制御音源を配置することが一つの可能性として想定される．そこで，フィルム間の連成効果を低減することを目的として，連成音場に波動制御を講じた場合の解析を行った．結果としては，柔軟壁近傍にエネルギを封じ込めることが可能であることを示した．ただし，制御則の導出に当たっては，音響モード同士が柔軟壁を介して連成することに留意しなくてはならないが明らかになった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究目的は，スマートフィルムによって構成された多重壁構造にモードの局在化現象を積極的に惹起させることによって，放射音を劇的に低減する手法の提案である．その際に最も重要なのが，多重フィルム構造のモデリングである．特に，モードの局在化現象の把握にはシステムを伝播する波動に着目する必要がある．当該年度は，これを可能にする手法を提案した．また，平成27年度は本格的に遮音制御手法の構築に取り組む予定あるが，その検討の第1段階である中間層での波動制御法を確立できたことら，「おおむね順調に進展している」と評価した．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成25年度～26年度においてモデリング手法が確立できた．さらに，現在までの達成度に記載したように，中間層での波動制御法も確立した．したがって，平成27年度はこれらの研究結果をベースに，多重フィルム構造の遮音制御に本格的に取り組む．基本的には，フィルムのスマート化による制御を基調とするが，多重化による制御パワーの増加が十分で無かった場合は，中間層での波動制御法も併用する予定である．
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