<博士論文>
指向性音源に対する防音壁挿入損失に関する研究

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指導教員等
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概要 伝搬経路上において騒音を制御する手段として、防音壁の設置が代表的であり、新型防音壁の開発が相次いでいる。しかし、それらを設置しても予想したほどの効果が得られてはいない。この一因として、防音壁は無指向性の音源を反射性地面上に設置した模型実験あるいは数値計算に基づいて設計を行っているため、実際の音源の持つ指向特性を考慮してないことがあげられる。そこで、本研究では騒音源の指向特性や音源の大きさを考慮した...上で、音源の指向性が防音壁の遮音性能をどの程度増加または低減するかということを定量的に評価することを試みた。
まず、道路交通騒音や工場騒音の指向性を既存の研究成果なども参考に述べた。道路交通騒音に関しては、日本自動車研究所によるテストコースでの測定、また阪神道路公団による自動車専用道路を走行している車両の実測に基づく指向性の調査結果を紹介した。さらに、二次元境界要素法により乗用車、大型車のボディを考慮した指向性の検討を行い、数値訂算による解析でも同様な水平方向に強い指向特性が再現できることを示した。工場騒音に関しては、縮尺模型実験により外壁から外部音場へと透過する騒音の鉛直方向に強い指向特性を明らかにした。
次に、実在する指向性音源に近い指向特性音源を点音源群を用いることにより作成した。これにより、大きさを無視できる指向性音源に対する厚みが十分小さい障壁による遮音効果を評価できるようになり、無指向性音源による遮音効果との比較を行った。その結果、音源としての大き さが無視できる指向性音源が地面近傍に位置するときには、音源を中心としたエッジまでの距離の同心円上における、受音点方向とエッジ方向の地点での音圧レベル差により、指向性による挿入損失の増減値が近似されることを示し、挿入損失の算出方法を提案した。防音壁エッジ距離において音源の大きさが十分小さく遠方音場と見なされるときは、この簡易算出法が適用でき、騒音対策実務においても有用なツールとなると考えている。
続いて、音源としてのボディの存在により、回折現象を扱わなければならない大きさを無視できない音源に対して指向特性と防音壁の挿入損失を検討した。大きさを無視できない音源に関して、工場建屋透過音を例にあげ建屋の形状および建造材の透過損失を組み入れて指向特性を計算する手法を提案した。建屋内部を拡散音場と仮定することから出発して、幾何光学的回析理論を適用して周辺の音場を数値計算するモデルは、模型実験結果とも高い精度で一致していた。また、この計算モデルによる数値計算から、工場建屋のような大きさを無視できない音源に対しては、外壁全面からの音響放射を考慮した仮想的な音源の中心位置は、外壁の透過損失の違いにより上下に移動するということを把握した。さらに、大きさの無視できない指向性音源に対して防音壁の遮音効果を算出する計算モデルを提案し、模型実験結果と比較することによりその妥当性を検証した。また、計算モデルによる数値計算から大きさの無視できない指向性音源に対する防音壁の遮音効果の傾向を検討した。その結果、点音源群を用いたときのように、音源を中心としたエッジまでの距離の同心円上における、受音点方向とエッジ方向の地点での音圧レベル差により、指向性による挿入損失の増減値が近似されるという関係の導出は、複数音源や面音源となる大きさを無視できない音源では困難であると結論づけた。しかし、大きさを無視できない指向性音源に関しても、工場建屋透過音のように本計算モデルにより挿入損失が計算できるケースは少なくはない。2次元音場であるので計算時間は短く、防音壁が吸音性のときでも、剛なときで建物との 間で多重反射が生じるケースでも計算できるため、防音壁と建屋間で生じる多重反射による遮音量の低下なども定量的に把握することも可能となる利点もある計算モデルである。
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目次 目次
序論 研究の背景 および 本論文の構成
第1章 音響放射特性に指向性を持つ音源の存在
第2章 大きさを無視できる指向性音源の表現
第3章 大きさを無視できる指向性音源の対する防音壁挿入損失の検討
第4章 大きさを無視できない指向性音源の指向性算出
第5章 大きさの無視できない指向性音源に対する防音壁の遮音効果
第6章 総括
付録A 地面上の散乱体に対する境界要素法の適用
付録B 工場建屋形状への境界要素法の適用
謝辞
参考文献
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k053-01 pdf 192 KB 92 目次
k053-02 pdf 664 KB 157 序論
k053-03 pdf 1.94 MB 165 第1章
k053-04 pdf 1.69 MB 161 第2章
k053-05 pdf 3.42 MB 82 第3章
k053-06 pdf 2.87 MB 91 第4章
k053-07 pdf 2.12 MB 115 第5章
k053-08 pdf 401 KB 70 第6章
k053-09 pdf 1.22 MB 86 付録A
k053-10 pdf 1.18 MB 165 付録B
k053-11 pdf 109 KB 73 謝辞
k053-12 pdf 414 KB 72 参考文献

詳細

レコードID
査読有無
学位記番号
授与日(学位/助成/特許)
受理日
部局
所蔵場所
所在記号
登録日 2014.01.24
更新日 2020.10.06

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