超音波駆動音響流による高時空間分解能空中流れ制御
【研究キーワード】
非線形音響現象 / 収束超音波 / 音響流 / 気流制御 / 非線形音響 / 流体力学 / フェーズドアレー / 最適化 / 流れ場設計 / 逆問題 / 音響ホログラフィ / 流体制御 / 音場制御 / 波面合成 / 温度制御 / 制御
【研究成果の概要】
研究成果は以下の3つに大別される。
(1)所望の音響インテンシティ場の実現：音響インテンシティの空間分布を空間中の対象領域内において所望のものとなるべく近いものとなるようにする「所望の気流を実現する体積力決定問題」の解法を与えた。(2)曲線状の音響ビームの生成およびこれに伴って発生する流れの確認：「曲線に沿って並ぶ焦点」を空間的に生成することによって曲線ビームおよび対応する流れの生成に成功した。(3)二進M系列パターン投影によるマイクロホン自己定位への音場設計法の応用：2値M系列状の超音波振幅空間パターン走査によるモノラルマイクロホンの受信振幅パターンからmm単位の精度での自己定位を可能にした。
【研究の社会的意義】
従来のファンやジェットで実現するものよりも時空間的な自由度の高い流れを設計し、音響流を用いることで初めて生成可能な性質の気流の実現および新たな応用提案をおこなうことにより、ヒトの生活空間における空気制御の有力な手法としての音響流の利用をこれまでよりも説得力のある形で示すことができた。同時に、「目的に応じた時空間分布を持つ超音波音場（構造化超音波音場）」の新しい用途としてモノラルマイクロホンの非同期自己定位などの可能性を示し、生活空間における超音波の利用についても併せて新しい応用シナリオを提示できた。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)