Advance

SUGAHARA Akiko

    Department of Architecture　Research associate
Last Updated :2023/09/23

Researcher Information

Degree

  • Ph. D in Engineering（2020/03 The University of Tokyo）

Research funding number

  • 90878175

J-Global ID

Research Areas

  • Social infrastructure (civil Engineering, architecture, disaster prevention) / Construction environment and equipment / room acoustics, acoustic materials

Academic & Professional Experience

  • 2020/04 - Today  Kindai UniversityFaculty of Architecture Department of ArchitectureAssistant professor

Education

  • 2017/04 - 2020/03  The University of Tokyo  The Graduate School of Engineering  Department of Architecture
  • 2015/04 - 2017/03  The University of Tokyo  The Graduate School of Engineering  Department of Architecture
  • 2011/04 - 2015/03  Osaka University  School of Engineering  Division of Global Architecture

Published Papers

Conference Activities & Talks

  • A study on normal incident sound absorption characteristics of Japanese traditional cedar board, yakisugi  [Not invited]
    Akiko Sugahara; Yasuhiro Hiraguri; Kentaro Okamura; Noboru Yasui; Chihiro Kaku
    Inter-Noise 2022, Glasgow
  • In-situ measurement ofacoustic impedance at oblique incidence by using a paametric loudspeaker  [Not invited]
    Akiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto Takeoka
    The 26th International Congress on Sound and Vibration
  • A Study on In-Situ Method of Measuring Acoustic Properties of Materials by using a Parametric Loudspeaker - Reduction of Pseudo Sound due to High Pressure Ultrasound
    Akiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto Takeoka
    Inter-Noise 2018, Chicago
  • Environment of railway station by field measurement and subjective experiment  [Not invited]
    Hyojin Lee; Akiko Sugahara; Shinichi Sakamoto; Yoshiki Ikeda
    Inter-Noise 2018, Chicago
  • A study on the measurements of the absorption coefficient by using a parametric loudspeaker  [Not invited]
    Akiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto Takeoka
    Inter-Noise 2017, Hong Kong

MISC

Awards & Honors

  • 2021/09 日本音響学会 粟屋潔学術奨励賞
     結晶構造を利用した多孔質吸音材の吸音特性に関する検討
  • 2019/10 日本騒音制御工学会 研究奨励賞
     パラメトリックスピーカを用いた斜入射吸音率の現場測定
  • 2018/10 日本騒音制御工学会 学生優秀発表賞
     パラメトリックスピーカを用いた斜入射吸音率の現場測定
  • 2018/09 日本建築学会 環境工学部門若手優秀発表賞
     パラメトリックスピーカを用いた材料音響特性のin-situ測定
  • 2016/03 日本音響学会 学生優秀発表賞
     パラメトリックスピーカを用いた板の反射特性計測の試み

Research Grants & Projects

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究
    Date (from‐to) : 2022/04 -2027/03 
    Author : 菅原 彬子
  • 多様な環境騒音を精度よく評価するラウドネスベース評価指標の開発
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 
    Author : 坂本 慎一; 菅原 彬子; 米村 美紀
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 研究活動スタート支援
    Date (from‐to) : 2020/09 -2022/03 
    Author : 菅原 彬子
     
    本研究では，所望の吸音特性をもつ音響メタマテリアルを3Dプリンターを用いて作成し，健康・衛生面の問題，耐久性，耐水性，強度といった従来一般的に用いられた多孔質吸音材の課題を解決した，次世代吸音材として提案することを目的とする．研究は(1)理論・数値解析による音響メタマテリアルの設計，(2)3Dプリンタを用いた音響メタマテリアルの作成と性能検証，(3)特性のデータベース化と最適設計手法の確立，という3つの目標に従い進める．令和2年度は，物質の結晶構造を模した"硬くて衛生的で耐水性に優れた"多孔質吸音材の開発を目的として研究を進めた．(1)数値解析によるパラメトリックスタディを行い，(2)の途中段階までが進捗である．ある周期構造に対し，ミクロなユニットセル内での音の浸透性や流れの特性からマクロな音響特性である等価密度や等価体積弾性率を導き，そこから吸音率を算出するというZielinskiら(J Sound and Vibration, 2020)の数値解析手法を有限要素法解析ソフトに実装し，ダイヤモンド構造や単純立方格子といった基本的な結晶構造を対象に数値解析を行った．ユニットセルのサイズや空隙率等が吸音特性に及ぼす影響を加味し，実用的な範囲のサイズで優れた吸音特性をもつ構造を検討した．また，静適応力解析により，従来の多孔質吸音材に比べ本構造の強度が向上していることを確認した．加えて，これらの検討結果を基に，3Dプリンタを用いて実際に周期構造を作成した．セラミック入り樹脂材料を用いて作成した本構造は，"硬くて衛生的で耐水性に優れ"ており，従来の多孔質吸音材がもつ課題をクリアした構造となりうる．現在，作成した構造の吸音効果を実験的に検討する(実施目標(2))ための機材として，音響管を制作している．
  • パラメトリックスピーカの新たな測定概念を応用した３次元音場再現システムの開発
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    Date (from‐to) : 2017/04 -2020/03 
    Author : 菅原 彬子
     
    本研究は、建築材料の音響特性を高精度に計測し、3次元の音響シミュレーションシステムを開発するという最終目標に向けて、鋭い放射指向性をもつパラメトリックスピー カを音源として用いた吸音特性の測定法の開発を行うものである。その狭指向性により音波を材料に局所的に入射することで、不要な反射や回折の影響を低減し、従来の測定法で困難であった条件でも計測が可能となる、汎用的な測定法となることが期待される。 パラメトリックスピーカを用いて可聴音を計測するためには、音源信号として用いる高音圧な超音波が受音系統で引き起こす、擬音とよばれる局所歪、およびそれに起因する計測誤差を低減する必要がある。そこで、受音点付近での超音波の音圧を低減することを考えた。まず、音源信号として位相反転信号を用いる信号処理的な制御、及びフォノニック結晶と呼ばれる物理フィルタを用いた構造的な制御により、この課題を解決した。 次に、吸音材料として一般的に用いられる多孔質吸音材を対象に、垂直入射吸音特性の計測を行ったところ、2つの手法を用いることで、擬音の影響による計測誤差が低減できた。 また、位相反転駆動方式では、超音波の低減領域が非常に狭く、特に入射角が大きい場合で受音点をその領域内に設置することが困難であった。しかし、その駆動方式に更なる改良を加えた結果、どの角度においても精度よく測定を行うことができた。 以上の検討より、音源信号の位相反転駆動、またはフォノニック結晶をパラメトリックスピーカの狭指向性に組み合わせることで、不要な反射や回折、擬音の影響を低減し、従来困難であった入射角が大きい場合や試料サイズが比較的小さい場合にも、計測が可能となることを確認した。

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