室内の音響伝送特性検討

周囲を壁面に囲まれた室内空間では、反射が何度も繰り返され複雑な残響音が発生する。この状態で音源から聴取点への音圧伝送周波数特性を計算するには、これら全ての反射音の影響を考慮する必要がある。 従来の残響音に関する計算法としては、次の２つが代表的な物であった。 「残響時間」：壁面の吸音率と吸音面積から反射音エネルギーの減少率を評価。 　→定量的だが、全空間での残響時間しか分からず伝送特性の計算も出来ない。 「定在波法」：壁面距離から発生する定在波の周波数を求め、定在波の周波数 　　 密度と「腹と節」の空間配置を評価。 　→定性的な評価はできるが、定量的でないので定在波の量と影響度は計算 　　できず、伝送特性も計算できない。 一方、個々の反射音の影響を正確に計算する手法として「鏡像音源法」 がある。 これは、音波の壁面での反射を光の反射に置き換え、壁面を鏡と考えた場合に、鏡を通して見える方向と距離の位置に仮想的な「鏡像音源」を置き、壁面の存在は消去する方法である。（壁のない自由空間内に多数の仮想音源が同時に存在する状態と考える） 鏡像音源法では、室内空間に発生する残響音は、鏡で何度も反射された多数の音源から到達する音波の重なりとして再現される。 この方法は６面の反射壁に独立した反射係数を設定でき、初期反射音の時間的・空間的な構造をも良く再現できるすぐれた手法であるが、計算の前提としていくつかの現実とは異なる仮定を置いている。 ・音源は理想的な点音源（無指向性）である ・壁面は一様な反射率で、局所的な反射のムラや共振による音波の再輻射はない ・室内には壁面以外の反射体や吸音部は存在せず、音源も反射音を散乱しない よって、上記の限定された仮定での理論値としてデータを見る必要があり、特に数100Hz以上では音源の指向性発生の為に計算誤差が大きくなる。 ±10％程度(1dB相当)の誤差はすぐ出てしまうので、必要以上に厳密な(±1%以下)の計算を行ってもあまり意味はないが、低域では実際の部屋の測定値と良く合致することが石井氏の研究からも実証されており、非常に強力で有効な解析手法である。 １、鏡像音源法による直方体形状の部屋の伝送特性計算法 　　・原理と先行研究例の解説、問題点の洗い出し 　　・ＤＣ増幅のメカニズムと回避方法 　　・シミュレーションの高速化と精度最適化 ２、部屋の条件と、伝送特性の計算例 　　・１２畳モデルでの計算例（今ある部屋での改善例） 　　・６畳モデルでの計算例 　　・最適条件を探るための手法、実際の部屋での探索法 ３、評価点の空間分布解析による全体傾向の把握 　　・１２畳モデル(W=3.6m, H=2.4m, D=5.4m)での解析結果 　　　１-１、部屋を縦長に使った場合、聴取点＝中央から0.9m後方 　　　１-２、部屋を縦長に使った場合、聴取点＝中央から1.8m後方 　　　１-３、聴取点を部屋の中央にした場合 　　　２-１、部屋を横長に使った場合、聴取点＝中央から0.9m後方 　　・１０畳モデル(W=3.6m, H=2.9m, D=4.5m)での解析結果 　　　　聴取点を部屋の中央にした場合 　　　　部屋を縦長に使った場合、聴取点＝中央から0.9m後方 　　　　部屋を横長に使った場合、聴取点＝中央から0.45m後方 　（参考データ：天井高さを変化させた時の部屋の広さ別の評価点分布図） 　　・６畳モデル 　　・９畳モデル 　　・１０畳モデル 　　・１２畳モデル 　　・１５畳モデル ４、良好な特性を得る為の最適条件 　　・８畳立方体形状モデル(W=3.6m, H=3.6m, D=3.6m)での解析 　　・10畳横使い(W=4.5m, H=2.9m, D=3.6m)での最良値からの探索 　　・他の条件からの探索 　　・部屋の寸法比の理想値探索と得られる結果→石井さんの研究結果との比較 ５、周波数帯域分割による最適ポイント探索 　　・１２畳モデル（W=3.6m, H=2.7m, D=5.4m）縦使いでの改善検討例 　（参考データ：周波数帯域分割した時の部屋の広さ別の評価点分布図） 　　・６畳モデル 　　・９畳モデル 　　・１０畳モデル 　　・１２畳モデル 　　・１５畳モデル 　　　　　　　　HOMEに戻る