結 論

第5章 結 論

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(2) 多 層 積 層 繊 維 材 料 を 対 象 と し た 吸 音 構 造 の 最 適 設 計 を 実 現 す る こ と を 目 的 に ， 伝 達 マ ト リ ク ス 法 に よ る 吸 音 率 計 算 と 多 目 的 遺 伝 的 ア ル ゴ リ ズ ム （MOGA） に よ る 最 適 解 探 査 手 法 を 組 み 合 わ せ た 計 算 を 行 っ た ． 更 に 計 算 で 得 ら れ た 最 適 解 探 査 結 果 を 実 験 結 果 と 比 較 し て 検 証 し た ． そ の 結 果 ， 解 析 で の 最 適 解 探 査 結 果 が 実 験 結 果 と よ く 合 致 す る こ と を 確 認 し た ． ま た ， 全 厚 さ 120mm，32 層 の 場 合 に も 拡 張 し ， 例 え ば ，250Hz～2kHz の 平 均 吸 音 率 で あ る NRC を 最 大 化 さ せ る 流 れ 抵 抗 の 分 布 は ， 吸 音 材 表 面 で は 大 き く ， 吸 音 材 内 部 に 向 か っ て 一 旦 小 さ く な っ た 後 ， 再 び 吸 音 材 内 部 に 向 か っ て 徐 々 に 大 き く な る よ う な ギ リ シ ャ 文 字 の

「 ν 」 の よ う な 形 と な る と い う 従 来 知 見 の 実 験 経 験 則 を 合 理 的 に 説 明 し た ．

5.1.2 開 口 の あ る 防 音 カ バ ー 全 体 の 吸 遮 音 性 能 （ 第 3 章 ）

隙 間 を 有 す る 防 音 カ バ ー の 吸 遮 音 構 造 の 最 適 選 定 を 目 的 に ， 非 吸 音 単 層 壁 ， 吸 音 材 内 封 二 重 壁 ， お よ び 内 側 吸 音 単 層 壁 の 3 種 類 の 吸 遮 音 構 造 に つ い て ， そ れ ら の 挿 入 損 失 を 建 築 音 響 学 的 ア プ ロ ー チ に よ る エ ネ ル ギ 平 衡 計 算 と 伝 達 マ ト リ ク ス 法 を 用 い た 吸 遮 音 計 算 を も と に 算 出 し た ． こ の 結 果 を ， カ バ ー 内 吸 音 の 不 足 に よ る カ バ ー 内 音 圧 上 昇 （ ビ ル ド ア ッ プ 効 果 ） と 開 口 を 考 慮 し た カ バ ー の 遮 音 性 （ 総 合 透 過 損 失 ） の 観 点 で 隙 間 の 開 口 率 と カ バ ー 内 部 構 造 物 の 吸 音 率 へ の 依 存 性 を 調 査 し た ． そ の 結 果 ， 開 口 率 が 小 さ く カ バ ー 内 部 構 造 物 の 吸 音 が 大 き い 場 合 は ， 吸 音 材 内 封 二 重 壁 の 方 が 優 位 で あ る が ， 逆 に 開 口 率 が 大 き く カ バ ー 内 部 構 造 物 の 吸 音 が 小 さ い 場 合 に は 内 側 吸 音 単 層 壁 の ほ う が 優 位 で あ る と 判 断 で き る こ と が わ か っ た ．

5.1.3 防 音 カ バ ー 内 の 音 響 定 在 波 抑 制 構 造 （ 第 4 章 ）

防 音 カ バ ー 設 置 に よ っ て カ バ ー 内 部 に 音 響 定 在 波 が 発 生 し ， こ れ が カ バ ー の 防 音 性 能 を 悪 化 さ せ る 場 合 が あ る ． し か し な が ら カ バ ー 内 に 発 生 す る 音 響 定 在 波 の 発 生 周 波 数 と 発 生 形 態 が 予 め 予 測 可 能 で あ る な ら ば ， こ れ は 現 象 を あ る 予 測 可 能 な 制 限 さ れ た 領 域 に 限 定 で き て い る と 捉 え る こ と も で き ， そ れ を 逆 手 に 取 っ た 対 処 が 可 能 で あ る 場 合 が あ る ． そ こ で 筆 者 は ， こ の カ バ ー 内 で 発 生 す る 音 響 定 在 波 の 抑 制 を 目 的 と し て ， カ バ ー 内 に 音 響 管 を 用 い た 構 造 や ， カ バ ー に 干 渉 波 導 入 孔 を 設 け た 構 造 ， お よ び カ バ ー 内 の 音 を ア ク テ ィ ブ に 制 御 す る ア ク テ ィ ブ ノ イ ズ コ ン ト ロ ー ル に つ い て 検 討 を 行 い ， 以 下 の 結 論 を 得 た ．

(1) カ バ ー 内 に 複 数 設 け る 音 響 管 の ， カ バ ー 内 へ の 配 置 方 法 に つ い て ， 単 純 な 1 次 元 伝 達 マ ト リ ク ス モ デ ル を 用 い て 検 討 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， 最 も 効 果 的 な 音 響 管 の 配 置 パ タ ー ン は ， カ バ ー 長 手 方 向 1/4 の 長 さ の 管 を ， こ の カ バ ー 長 手 方 向

第5章 結 論

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の 両 端 と 中 央 部 に そ れ ぞ れ の 開 口 部 が く る よ う な 配 置 で あ る こ と が 分 か っ た ． こ の よ う に し て 得 ら れ た 音 響 管 の 配 置 パ タ ー ン の 効 果 に つ い て ，3 次 元 境 界 要 素 法 に よ り 求 め ， 最 終 的 に 実 験 で 検 証 し た 結 果 ， 境 界 要 素 法 の 計 算 結 果 は 実 験 結 果 と 非 常 に よ く 合 致 し て お り ， カ バ ー 中 央 の 音 圧 低 減 効 果 は 元 の 音 響 定 在 波 発 生 周 波 数 の 前 後 50%の 周 波 数 範 囲 で の パ ー シ ャ ル オ ー バ ー オ ー ル に て お よ そ 6dB で あ る こ と が 分 か っ た ．

(2) カ バ ー に 漏 洩 音 侵 入 個 所 （ 初 期 開 口 ） と は 別 の 孔 （ 干 渉 波 導 入 孔 ） を 設 け て ， こ れ ら の 音 で カ バ ー 内 の 音 を 低 減 す る こ と を 考 え ， 干 渉 波 導 入 孔 の 位 置 と 大 き さ に つ い て 境 界 要 素 法 に よ る 数 値 解 析 を 用 い た 最 適 解 探 査 と ， 無 響 室 で の 実 験 に よ る 効 果 検 証 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， カ バ ー 長 手 方 向 中 央 部 に 初 期 開 口 と 同 じ の 大 き さ の 干 渉 波 導 入 孔 を 設 け る の が も っ と も よ く ， そ の 場 合 ， 元 の 定 在 波 に 起 因 す る 周 波 数 ピ ー ク の 周 辺 の パ ー シ ャ ル オ ー バ ー オ ー ル は お よ そ 4dB 低 減 す る こ と を 実 験 で 確 認 し た ．

(3) カ バ ー 内 で 発 生 す る 定 在 波 を 打 ち 消 す 音 場 を 積 極 的 に 作 り 出 す 「 ア ク テ ィ ブ ノ イ ズ コ ン ト ロ ー ル 」 を 適 用 す る こ と を 検 討 し ， そ の 効 果 を 時 間 領 域 有 限 差 分 法 に よ る 数 値 解 析 で 見 積 も り ， 残 響 室 を 用 い た 実 験 で 効 果 検 証 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， 音 響 定 在 波 に 起 因 す る ピ ー ク を 5dB 低 減 で き る こ と を 確 認 し た ．

最 後 に ， 防 音 カ バ ー の 一 般 的 な 防 音 性 能 （ 挿 入 損 失 ） の 周 波 数 特 性 と ， 本 研 究 で 提 案 す る 構 造 の 位 置 づ け を 図 5-1 に ま と め る ．

第5章 結 論

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周波数 [Hz]

防音性能（挿入損失）[dB]

0 0 S A W



 out outE I,

ratio area Open s :

Inside Outside

Acrylic board (6 mm thick )

Inside Outside

Acrylic board (3 mm thick )

Acrylic board (3 mm thick ) Meramin form (10 mm thick )

Inside Outside

Acrylic board (6 mm thick ) Meramin form (10 mm thick )

Structure of specimen Air, helium,

or carbon dioxide Acrylic board (thickness 3mm)

Reverberation room Anechoic room

Sealing clay

3 mm25 mm3 mm

Aluminum membrane balloon 1 m

1 m

Structure of specimen Air, helium,

or carbon dioxide Acrylic board (thickness 3mm) Reverberation room Anechoic room

Sealing clay

3 mm25 mm3 mm

Aluminum membrane balloon 1 m

1 m

Structure of specimen Air, helium,

or carbon dioxide Acrylic board (thickness 3mm)

Reverberation room Anechoic room

Sealing clay

3 mm25 mm3 mm

Aluminum membrane balloon 1 m

1 m

吸音材料の積層構造最適化

気体を用いた遮音性改善 防音ｶﾊﾞｰ構造の選定

定在波の抑制

音響管 干渉波導入孔

アクティブノイズコントロール

Controller Speaker

Microphone

図 5-1 防 音 ｶﾊﾞｰの 一 般 的 な 防 音 性 能(挿 入 損 失)と 本 研 究 で 提 案 す る 構 造 の 位 置 づ け

第5章 結 論

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