結論

御領域内の騒音低減量の差が最も大きかった条件である。提案手法の二次音源出力の増幅率β₁

，β₂は，それぞれ3.8，1であり，このとき提案手法の騒音低減量は最大になる。従来のフィー ドバック制御を用いた場合，防音塀付近では地面から高さが4 m以下の範囲で音圧レベルが6 dB以上低下しているが，提案手法ではほぼ同じ範囲で12 dB以上音圧レベルが低下している。

空間分布と同じ条件での，制御領域内でエネルギー平均した騒音低減量の周波数特性を図5.15 に示す。棒グラフに添えた数字は提案手法を用いた場合と従来のフィードバック制御を用いた 場合の騒音低減量の差である。計算を行った全ての周波数において，提案手法が従来のフィー ドバック制御よりも騒音低減量が大きい。この条件では，自動車走行騒音の主成分に近い周波 数でも騒音低減量が大きいため，オーバーオール値の騒音低減量も大きい。

騒音源をN₂地点に配置したときの騒音低減量の周波数特性を図5.16に示す。騒音源をN₁地 点に配置したときと比べて，提案手法による低周波数での騒音低減量は小さいものの，630，800 Hzでは8 dB以上騒音が低減した。また，図5.12に示す防音塀の先端にシステムを一つ設けた ときの結果と比べて，提案手法による騒音低減量は400 Hz以上では増加しているが，315 Hz 以下では減少している。

75

第 6 ^{章 結論}

本研究では，広い三次元空間において騒音を低減することを目的とし，三次元音場を伝搬す る騒音の制御とフィードバックシステムを用いた回折音の制御について検討を行った。

1章では，本研究の位置付け，背景と目的，本論文の構成について述べた。

2章では，境界音場制御の原理をANCに適用する際に問題となる「境界の離散化」について 検討した。まず，三好と金田によって提案された2個のエラーセンサを持つANCシステムによ る騒音低減量の推定式を，任意の数のエラーセンサを持つANC システムによる騒音低減量の 推定式へと一般化した。2個のエラーセンサを持つANCシステムでは両者の推定式は一致して いる。次に，境界面上の騒音低減量と領域内での騒音低減量の関係を定式化し，騒音低減量の 推定式と結合することによって，任意の数のエラーセンサを境界面上に配置したときの領域内 での騒音低減量を定式化した。妥当性を検討するために，求めた推定式と数値シミュレーショ ンによって求めた騒音低減量を比較したところ，ほぼ一致していた。最後に，円形領域内にお いて騒音を5 dB低減するためにはエラーセンサを騒音の半波長ごとに境界上に配置する必要 があり，15 dB低減するためには1/3波長ごとに配置する必要があることが分かった。

3章では，境界音場制御の原理を開口部において騒音を反射する制御に応用可能であること を実験によって確認した。無響室内に高さ2 m，幅1 m (3.2.6 節の実験では幅2 m)の開口をも つ模擬的な設備機械室(4.5×3.6 m， 高さ2.4 m)を建造し，開口を通して室内から室外に放射 される騒音を低減することを想定した。境界音場制御の原理は原理的には二次音源の配置位置 に関わらず騒音を制御可能であるのだが，制御対象である開口の縁に二次音源を配置しても制 御可能であることを確認した。実験で使用したシステムは1 – 4 – 4のフィードフォワード制御 を採用しており，建築分野においては十分実用可能な規模である。放射パワーが最大で18 dB 低下した。また，騒音源位置によらずに制御可能であることも確認した。開口部周辺でのイン テンシティを計測したところ，開口で騒音が反射されていることを確認した。最後に，二つの 独立したANC ユニットでも制御可能であることを確認した。

4章では，境界音場制御の原理に基づいて騒音を反射する境界面を生成するシステムActive Noise Reflection Unit(ANRU)を提案し，ANRUを防音塀として使用した場合の性能について 検討した。ANRUは制御に必要な二次音源，エラーセンサ，コントローラなどをすべて組み込 むことでユニット化したシステムであり，システムを並列に設置することによって，大きな面

で騒音を反射する制御も実現可能なものである。システムの性能の検証は数値計算及び実験に よって行った。数値計算では，ANRU近傍において100 Hzの騒音を最大で17 dB低減するこ とを確認した。また，6 dB及び12 dB音圧レベルが低下する領域の面積は，ANRUを二つ設 置した時にはANRUを一つ設置した時の3.6倍及び5.1倍になるなど，ユニット数の増加以上 の制御面積の増加を示している。インテンシティの空間分布に注目すると，騒音からの音響エ ネルギーは二次音源によって吸収される一方で，開口の中心部では反射されることが分かった。

実験ではANRUを二つにすることにより315 Hz以下で放射パワーが低下しており，160 Hzで

最大14 dB低下した。また，ANRUを一つだけ設置したときよりも，広い領域で音圧レベルが

低下した。数値計算，実験結果ともにANRUを複数個設置することによって，さらに広い範囲 で高い効果が得られることを示唆している。また，音響インテンシティから反射率及び吸音率 を計算したところ，100 Hz では反射率が0.9，吸音率が0であり，反射によってANRU下流で 騒音を低減している。一方，200 Hzでは反射率と吸音率がそれぞれ0.42と0.45であり，反射 と吸音によって騒音を低減していることを確認した。

5章では，フィードバック制御を使用した回折音の低減について検討を行った。従来のフィー ドバック制御では遠距離場において騒音低減効果が小さくなるという欠点があるため，遠距離 場での効果を向上させるために，二次音源出力を高めたシステムを提案した。提案手法は従来 のフィードバック制御に使用するコントローラをシステムの一部として使用可能であり，その 構成は非常に単純なものであり，実用上有利である。数値計算によって性能を検証したところ，

塀の頂点に一つシステムを配置する場合，従来のフィードバック制御と比べて，提案手法はA 特性オーバーオール値で4.7 dB騒音低減効果を向上させることが可能である。1/3オクターブ バンド分析した結果に注目すると，提案手法は従来のフィードバック制御よりも80 Hzで9.6 dB騒音低減効果が向上することを確認した。また，塀の頂点に二つシステムを配置する場合，

提案手法は騒音の音圧レベルをA特性オーバーオール値で最大13.0 dB低下可能であり，従来 のフィードバック制御と比べて6.7 dB騒音低減効果が向上しており，提案手法の有効性は高い。

以上，本研究では三次元音場を伝搬する騒音の制御とフィードバックシステムを用いた回折 音の制御について検討を行った。2章の研究は，境界音場制御の原理に基づくANCシステムを 構築する際の設計指針となり得る。3章では開口において騒音を反射するANCシステムを提案 し，4章ではANRUを提案し防音塀としての性能を確認した。これらのシステムはいずれも建 築分野においては実用可能な規模であり，実用化が期待される。5章では二次音源出力を高め るたフィードバックシステムを提案し，遠距離場で回折音を低減可能であることを確認した。

提案したフィードバックシステムの構成は単純であるためアナログ回路で実現可能であり，低 コストで回折音の低減が可能である。

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謝辞

京都大学工学研究科都市環境工学専攻の高橋大弐教授には著者の主指導教官として研究室や 環境系のゼミはもちろん，常に適切なご助言やご指導を賜りました。

本研究を直接的にご指導いただいたのは京都大学工学研究科都市環境工学専攻の伊勢史郎准 教授です。研究室のゼミ，打ち合わせで数多くのご助言のみならず，普段からきめ細かいご指 導をいただきました。研究の楽しさを教わったように感じております。

京都大学工学研究科都市環境工学専攻の堀之内吉成助教には研究室のゼミにおいてのみなら ず，普段からご指導ご助言をいただきました。

実験及びシミュレーションに尽力してくれた金慎也君，井本桂右君，森山欣昭君をはじめと する，高橋・伊勢研究室の皆様には様々なご協力をいただきました。

3章の実験では，大林組技術研究所の縄岡好人氏，藤沢康仁氏のご支援ご協力を賜りました。

本研究をまとめるにあたり，上記の各氏，関係各位に対して心から感謝致します。