構造場と音響場の連成メカニズムを考慮した能動的放射音制御

考虑结构场与声场耦合机制的主动声辐射控制

• 批准号: 06J07445
• 负责人: 貝塚 勉
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo (2008)Tokyo Metropolitan University (2006-2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J07445/
• 关键词: 振働; 騒音; 音響; 機械力学; 制御工学; 能動制御; スマート構造; 振動; アクティブ制御

交付申請書に記載の通り、年度当初の目的は、構造と音響の連成系の運動方程式を固有値問題として解き、構造エネルギと音響エネルギの双方に対する直交因子(直交因子A)を求め、更に、これを昨年度までに別の方法(構造エネルギと音響エネルギの和を評価関数として設定し、その中に固有値問題を見出すというもの)によって導出した直交因子(直交因子B)と比較検討することであった。比較対象となる重要項目の一つは、モード・フィルタ(固有ベクトル)の特性である。直交因子Aのモード・フィルタは、構造振動と音圧を陽として定式化された運動方程式を基調として導出される為、振動の計測だけでなく、騒音の計測も前提とする。複数点の騒音を計測することは、空間を確保するという観点から、実用的に難しい。一方、直交因子Bのモード・フィルタは、構造振動を陽として定式化された評価関数を基調として導出される為、振動の計測だけを前提とすれば良い。そこで、直交因子Bに焦点を当て、研究を継続することとした。昨年度、直交因子Bのモード・フィルタを用いた能動制御系を定式化した。また、これを矩形平板等の単純な構造物に適用して、その効果を数値解析し、振動と騒音の統合的制御の成就を確認した。本年度は、この制御系をより実際的な構造物に適用し、その実用性を検証することとした。適用対象としては、二重壁を取り上げた。二重壁は、重量を抑えつつ、遮音性能を高めるための構造である。しかし、二重壁の遮音性能は、周波数の低くなるにつれて劣化してしまう。そこで、多くの研究者が、二重壁に能動制御系を適用し、低周波数における遮音性の向上に取り組んでいる。ところが、振動と騒音の大小は、必ずしも比例しない、為、能動制御による騒音低減の副作用として、振動の増大を招きかねない。二重壁に直交因子Bのモード・フィルタを適用し、振働と騒音を統合的に制御することで、この問題を解決した。

正如拨款申请中所述，本财年的最初目的是解决结构与声学耦合系统的运动方程作为特征值问题，找到结构能和声能的正交因子（正交因子A） ，并进一步将其与另一种方法导出的正交因子（正交因子B）（将结构能和声能之和作为评价函数，并在其中求出特征值问题）进行比较和检验。要比较的重要项目之一是模式滤波器（特征向量）的特性。基于结构振动和声压明确的运动方程推导了具有正交因子A的模式滤波器，因此假设不仅可以测量振动，还可以测量噪声。从确保空间的角度来看，在多个点测量噪声实际上很困难。另一方面，具有正交因子B的模态滤波器是基于以结构振动为显式制定的评估函数推导的，因此只需要测量振动。因此，我们决定继续研究正交因子 B。去年，我们使用具有正交因子 B 的模式滤波器制定了主动控制系统。我们还将其应用于矩形平板等简单结构，对其效果进行了数值分析，并证实了振动和噪声综合控制的成功。今年，我们决定将这个控制系统应用到更实用的结构中，并验证其实用性。应用目标是双层墙。双层壁结构旨在减轻重量并提高隔音性能。然而，双层墙的隔音性能随着频率的降低而变差。因此，许多研究人员正在将主动控制系统应用于双层墙，以提高低频隔音效果。然而，振动和噪声的大小不一定成正比，因此，通过主动控制降低噪声可能会导致振动增加的副作用。通过在双壁上应用正交因子B的模式滤波器并综合控制振动和噪声，解决了这个问题。

项目成果

Vibroacoustic independent contributors and active control of vibration and sound in double walls : Part II. Cluster control

振动声学独立贡献者以及双壁振动和声音的主动控制：第二部分。

• 期刊: Journal of System Design and Dynamics (掲載確定)
• 作者: MURASE Hiroshi;TERADA Atsuo;UEDA Takefumi;YAMAMOTO Tadahito;村瀬 博志;丸山 真央・仁平 典宏・村瀬 博志;久保田 滋;T. Kaizuka;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;T. Kaizuka;T. Kaizuka
• 通讯作者: T. Kaizuka

直方体形閉空間場におけるClustered Active Structural Acoustic Control

矩形封闭空间场中的集群主动结构声控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会論文集C編 72・716
• 作者: 貝塚 勉;田中 信雄
• 通讯作者: 田中 信雄

二重壁構造の振動と騒音の統合的能動制御

双壁结构振动和噪声的集成主动控制

• 发表时间: 2008
• 作者: MURASE Hiroshi;TERADA Atsuo;UEDA Takefumi;YAMAMOTO Tadahito;村瀬 博志;丸山 真央・仁平 典宏・村瀬 博志;久保田 滋;T. Kaizuka;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;T. Kaizuka;T. Kaizuka;T. Kaizuka;貝塚勉
• 通讯作者: 貝塚勉

振動と騒音の統合的アクティブ制御

振动和噪声综合主动控制

• 发表时间: 2007
• 作者: MURASE Hiroshi;TERADA Atsuo;UEDA Takefumi;YAMAMOTO Tadahito;村瀬 博志;丸山 真央・仁平 典宏・村瀬 博志;久保田 滋;T. Kaizuka;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;T. Kaizuka;T. Kaizuka;T. Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;貝塚勉;貝塚勉
• 通讯作者: 貝塚勉

音圧勾配制御による閉空間全域の静粛化

通过声压梯度控制使整个封闭空间保持安静

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会論文集C編 72
• 作者: MURASE Hiroshi;TERADA Atsuo;UEDA Takefumi;YAMAMOTO Tadahito;村瀬 博志;丸山 真央・仁平 典宏・村瀬 博志;久保田 滋;T. Kaizuka;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉;T.Kaizuka;貝塚勉;貝塚勉
• 通讯作者: 貝塚勉