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2016 年度 実績報告書

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)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード圧電素子 / 吸音 / 振動制御 / スマート構造 / モード解析 / エネルギーハーヴェスティング
研究実績の概要

1. L-LRC回路を用いた受動型圧電吸音板の検討 従来は平板に貼付した圧電素子にLR回路を接続して平板に減衰を付加し,吸音率を高めていたが,高い吸音率が得られる周波数の範囲が狭い問題があった.そこで,LR回路をL-LRC回路に変更することで全体の自由度を1自由度増やし,高い吸音率が得られる範囲を広げる方法を検討した.理論的に回路の最適値を導出し,実験で有効性を確認した.
2. 圧電吸音板を用いたエネルギの回生 昨年度に吸音ではなく,エネルギの回生を目的とした場合のLR回路の最適値を求めたが,理論解析の有効性を実験で確認した.また,騒音源が白色雑音でモデル化される場合には吸音とエネルギ回生でLR回路の最適値が一致することを見出した.
3. 変位加振を受ける音場のモード解析 昨年度は平板と音場の連成振動をモード解析で解析する方法を提案したが,たとえば音場が大小二つの直方体が連結した形状で与えられる場合には理論解析が行えない状況であった.そこで,音場と音場の連成振動をモード解析で解析する方法を提案した.
4. 加振音圧に比例した力をもう一組の圧電素子を用いて圧電吸音板に印加する方法 昨年度は提案手法により高い吸音率の得られる周波数の範囲が広がることは確認できたが,印加する力を増幅するとハウリングが生じる問題があることも分かった.そこで,マイクロホンを連続的に分布させることで,ハウリングが生じる周波数では加振力がゼロになる方法を提案し,ハウリングの問題を解決した.理論と実験で有効性を確認した.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 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 (11件) (うち国際学会 2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 ページ: 印刷中

    • 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 – 2017-03-14
  • [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 – 2017-03-14
  • [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 – 2017-03-14
  • [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)
    • 年月日
      2017-03-11 – 2017-03-11
  • [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)
    • 年月日
      2017-03-11 – 2017-03-11
  • [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 – 2016-12-17
  • [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 – 2016-08-26
  • [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)
    • 年月日
      2016-08-23 – 2016-08-23
  • [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)
    • 年月日
      2016-08-23 – 2016-08-23
  • [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 – 2016-08-10
    • 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 – 2016-07-14
    • 国際学会
  • [備考] 山田啓介のHP

    • URL

      http://vibration.jp/

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公開日: 2018-01-16  

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