【研究分野】建築環境・設備

【研究領域課題番号】25289193 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

建築音響 / 遮音 / 吸音 / 音響拡散 / 数値解析 / 音・振動環境 / 音響計測

【研究成果の概要】

本研究では、第一に「数値音響試験室」という概念を掲げて、現実の残響室・無響室における実験室測定のモデル化を行い、建築部材の遮音・吸音・拡散性能予測法の体系化を進めた。特に、試験室音場と建築部材を構成する膜・板・弾性体・多孔質材の各種振動場に関して、有限要素法・境界要素法の基本コードを整備した上で、様々な部材形状・材料構成に対応可能な連成解析プログラムを統合し、音響性能予測システムを構築した。ケーススタディとして積層材料の透過損失・吸音率、新型の拡散体の乱反射率・指向拡散度の予測を実施し、実測データとの比較により予測システムの妥当性および有効性を検証した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)

【研究分野】建築環境・設備

【研究領域課題番号】21360275 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

建築音響 / 室内音場 / 残響 / 吸音 / 音響拡散 / 室内音響 / 乱反射率 / 幾何音響シミュレーション / 波動音響シミュレーション / 数値解析

【研究成果の概要】

室内音響設計の方法論として、残響時間や室形に関する全体レベルの設計指針は確立しているものの、壁面形状や内装材配置といった部位レベルの詳細設計に関しては曖昧な経験判断に依るところが大きく、効果的な設計が行われているとは言い難かった。本研究では、壁面の部位音響性能として音響反射の拡散性指標となる乱反射率を導入し、2種類の測定法を構築するとともに、各種壁面構造の乱反射率データベースを整備した。さらに、壁面の拡散性を考慮した矩形室の新たな残響理論を考案し、理論解析・数値解析・模型実験を通して非拡散音場の残響過程を解明するとともに、可聴化システムを用いて聴感印象への影響を検証した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)

【研究分野】建築環境・設備

【研究領域課題番号】16760470 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

音響拡散 / 拡散係数 / 数値解析 / 建築音響 / 境界要素法 / 模型実験

【研究成果の概要】

本研究は、音響拡散性能の定量化に関して、模型実験と数値計算の2つのアプローチを2年間同時並行で相補的に推進するものであり、前者では模型製作・音響計測、後者ではプログラミング・データ分析の各作業において、大学院生等の研究補助を一部受けて実施されている。
模型実験に関しては、今年度に直方体残響室(内寸:6m*5m*4m)を模擬した1/5縮尺模型の製作が完了し、前年度に構築した音響再生機器、収音機器、信号処理装置からなる音響計測システム一式を導入の上、室内音響インパルス応答計測の試行を行った。
数値計算に関しては、前年度に構築した壁面の拡散係数の予測に特化した解析アルゴリズムにさらなる改良を加えて、具体的には大規模音響解析用の高速多重極境界要素法を導入し、建築音響分野で必要となる4kHz帯域まで計算が可能となった。さらに、アーヘン工科大学、ルーヴェンカソリック大学、リエージュ大学の研究協力を得て、3機関における実大実験・縮尺模型実験と本研究における数値計算との相互比較を行い、数値解析手法の妥当性、実測手法の信頼性が確認された。
上記一連の研究成果の公表については、日本建築学会2005年度大会、日本音響学会2005年度秋季研究発表会、2006年度春季発表会、国際騒音制御工学会会議Inter-Noise 2005にて口頭発表を行うとともに、学術雑誌Acustica/acta acustica、Applied Acousticsに査読論文を投稿中である。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】建築環境・設備

【研究領域課題番号】15206064 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

建築音響 / 環境騒音 / 数値解析 / データベース / ベンチマーク問題 / インターネット / 波動解析

【研究成果の概要】

本研究では音響問題に関する性能評価プラットフォームをWWW上に構築し、音環境数値予測技術の迅速な開発と有効なる利用促進を図った。
【平成15年度】
サーバを大分大学へ設置し、プラットフォームの試行的運用を開始した。全25題の問題群を、A.exterior,B.interior,C.structural-acousticsの3カテゴリ、basic,practicalの2type,frequency,timeの2領域の中に設定し、"A0-1F"から始まる命名規則を制定した。但し柔軟性を持たせるためにTaskを追加可能とした。さらに、大分大学(工学部)と東京大学(新領域創成科学研究科)へ数値解析用ワークステーションと共通基盤的計算環境を導入し、条件を統一した上での計算時間や所要記憶領域の比較を可能とし、コンテンツとなるべき計算を開始した。なお、研究の概要と成果を平成16年度初頭に開催される国際学会(ICA及びRADS)へ投稿し研究活動の国際的な周知に努めた。
【平成16年度】
設定した問題群から重点的に10種を選定し計算を試行、計算上の問題点を吟味し問題設定に必要な修正等を施した上で結果をホームページへ掲載した。また年度末に、P.Svensson教授(ノルウェイ)とS.Marburg教授(独)を招聘し「音響数値解析技術のベンチマーク構築に向けて」と題するシンポジウムを開催した。
【平成17年度】
過渡応答解析、コンベンションホール及び整形残響室内音場についてベンチマーク問題の追加・修正を行った。また年度末に「討論会-学術・技術の現場と音響数値解析ベンチマーク・プラットフォーム」を開催し、本研究成果の周知を図るとともに、実務の現場で音響数値解析の活用を図る際に必要な事項について意見を交換した。
以上、本研究により音響数値解析の性能評価を容易にし、その活用を図るための国際的基盤が整備された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】43,420千円 (直接経費: 33,400千円、間接経費: 10,020千円)