ken06201

木戸　正太

セルオートマトン法を用いた遮音壁近傍の騒音伝搬解析

宮木　康幸

騒音は日常生活に密接な関係があり，関心の高い環境問題の一つである．この問題を解決するため，騒音の発生源に対する個別の騒音伝搬解析や騒音制御技術の開発が盛んに行われている．しかし汎用性を持った騒音伝搬予測技術はあまり開発されていない．そこで，これまでに2次元騒音伝搬モデルの開発を目的とし，セルオートマトン(CA)法を用いた計算を行なってきた．CA法は計算対象を均一な大きさのセルに分割し，各セルで定義された離散的な状態量を近傍のセル間に設けた局所近傍則によって，離散的時間を追って状態量を推移させる手法である．
昨年度までに，CA法の信頼性の検証をするために，1次元ではモード形状に関して理論値および差分法，自由音場を想定した2次元では距離減衰，回折減衰，干渉，ドップラー効果といった音の諸現象に関して理論値，実験式，差分法との比較を行なった．また，計算の安定条件を確立し，計算時間の測定を行った．その結果，精度は差分法と同等でありながら，計算時間はCA法が有利であることがわかった．しかし，CA法の汎用性に対する検討が不十分であり，実現象への適応性についても検証が必要である．また，様々な形状の壁による回折減衰の効果についても明確に示していなかった．
そこで，本研究ではCA法の2次元高架橋モデルへの適用を目的とし，まず，CA法適用の信頼性を確認する．CAモデルにおいて半無限障壁・音源・複数の受音点を配置し前川の実験曲線との比較を行なった．次に同様のモデルを用いて，壁形状を変化させた場合の回折減衰量の計算値について，屋外実験の測定値との比較・検討を行なった．最後に高架橋を想定したモデルにおいて，高架橋の寸法と地上との位置関係および遮音壁の高さ・幅を一定とし，遮音壁の形状を変化させた場合の回折減衰効果の違いについて検討を行った．
その結果，CA法による回折減衰量は前川の実験曲線周囲に分布し，測定値と比較した場合も，前川の実験式と同精度で実現象を表現可能であるとわかった．また，高架橋を想定したモデルでは垂直壁，内側外側に45度の傾きを持つ羽を付けたもの，T字型，Y字型の5種類を比較し，どの壁形状においても周波数が増加するのに伴い，回折減衰の効果も大きくなることがわかった．また，T字型，Y字型のように壁の両側に羽を付けることで低い周波数への回折減衰効果も期待できることがわかった．

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