 | 菅原 彬子 （スガハラ アキコ）
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Last Updated :2023/11/29
コミュニケーション情報 byコメンテータガイド
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建築・都市環境と材料の相互作用について研究しています。
研究活動情報
論文
- 山城 裕大; 原田 和典; 菅原 彬子; 平栗 靖浩; 大嶋 拓也; 齊藤 由典; 跡部 哲士日本音響学会誌 79 3 140 - 147 2023年03月 [査読有り]
- 岡村 健太郎; 腰原 幹雄; 安井 昇; 今本 啓一; 大塚 亜希子; 加來 千紘; 本間 健太郎; 林 憲吾; 菅原 彬子住総研研究論文集・実践研究報告集 49 73 - 84 2023年03月 [査読有り]
- Kohei Yatabe; Akiko SugaharaApplied Acoustics 199 108988 - 108988 2022年10月 [査読有り]
Numerical simulation of impulse responses is an important task for room acoustic design and prediction. Since an impulse response is a concept in the time domain, time-domain simulation methods are popular for this task. At the same time, frequency-domain simulation methods are also used for simulating a room impulse response by computing frequency responses and applying the inverse discrete Fourier transform (IDFT). In this case, well-established frequency-domain solvers, including finite element method (FEM) and boundary element method (BEM), can be used. However, IDFT generates some artifacts that are undesirable for room acoustic evaluation. If such artifacts can be attenuated, then the frequency-domain methods become more attractive for simulating room impulse responses. In this paper, we propose a post-processing method to attenuate the artifacts from the impulse responses computed by the combination of frequency-domain simulation and IDFT. It is formulated as a convex optimization problem, and the alternating direction method of multipliers (ADMM) is applied to obtain the solution. Numerical experiments confirmed that the proposed method can effectively reduce the undesirable artifacts from the reconstructed impulse responses. An example implementation of the proposed method in MATLAB is provided at https://doi.org/g9h5. - Akiko SugaharaAcoustical Science and Technology 43 5 251 - 259 2022年09月 [査読有り]
- 長崎県端島における打音法を用いたRC柱の劣化調査菅原彬子; 赤石全; 大磯朱音; 平栗靖浩コンクリート工学年次論文集 44 1 1342 - 1347 2022年07月 [査読有り]
- Akiko Sugahara; Kohei Okubo; Miki Yonemura; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Yuichi Yonemoto; Toshiya OhshimaAcoustical Science and Technology 42 4 202 - 205 2021年07月 [査読有り][招待有り]
- 駅コンコースにおける音環境評価のための実測調査および聴感評価実験李孝珍; 坂本慎一; 菅原彬子; 池田佳樹日本建築学会環境系論文集 84 765 983 - 992 2019年11月 [査読有り]
- Akiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto TakeokaApplied Acoustics 152 54 - 62 2019年09月 [査読有り]
When measuring the acoustic properties of architectural materials in a free field or in situ, reflections from the surroundings of the target material and diffraction from the sample edges often generate significant measurement errors. In this paper, a method for measuring acoustic properties by using a parametric loudspeaker, which is superdirective due to the nonlinearity of superhigh-pressure ultrasound, is proposed to overcome this problem: its strong directivity can reduce undesired waves by focusing the sound onto a narrow spatial range. However, such a superstrong ultrasound generates pseudo sound on the microphone surface and increases the measurement errors. Hence, two different strategies, acoustic filtering via phononic crystals and phase-cancellation excitation of the ultrasound, are experimentally investigated to reduce such induced errors. They are also used to evaluate the surface impedance of glass-wool boards at oblique incidence is measured in a free field and in situ. The results show that the proposed method can efficiently measure the surface impedance at frequencies higher than 800 Hz. (C) 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved. - PIV measurement and CFD analysis of airflow around building roof with various building installationsAkiko Sugahara; Hisahi Kotani; Yoshihisa Momoi; Toshio Yamanaka; Kazunobu Sagara; Risa FujiwaraINTERNATIONAL JOURNAL OF VENTILATION 16 3 163 - 173 2017年04月 [査読有り]
The air-cooled packaged air-conditioner, widely used in small and medium buildings, needs the large number of outdoor units to apply various room conditions. Its operating efficiency can be changed by the high distribution density of the units and some other installations. This study aims to propose an optimum configuration of building installation at the rooftop by providing a better wind environmental condition for the energy saving. Thus, it is necessary to predict the airflow field around the rooftop. First, the airflow field around the rooftop was investigated by the Particle Image Velocimetry using scale models. The positional relation between the devices showed a sensible effect on the airflow characteristics. Moreover, the experimental data was compared with that of the Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis to evaluate the accuracy of the calculation. They are similar to be said that CFD can represent the real situation approximately.
講演・口頭発表等
- A study on normal incident sound absorption characteristics of Japanese traditional cedar board, yakisugi [通常講演]Akiko Sugahara; Yasuhiro Hiraguri; Kentaro Okamura; Noboru Yasui; Chihiro KakuInter-Noise 2022, Glasgow 口頭発表（一般）
- In-situ measurement ofacoustic impedance at oblique incidence by using a paametric loudspeaker [通常講演]Akiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto TakeokaThe 26th International Congress on Sound and Vibration 口頭発表（一般）
- 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 UltrasoundAkiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto TakeokaInter-Noise 2018, Chicago 口頭発表（一般）
- Environment of railway station by field measurement and subjective experiment [通常講演]Hyojin Lee; Akiko Sugahara; Shinichi Sakamoto; Yoshiki IkedaInter-Noise 2018, Chicago 口頭発表（一般）
- A study on the measurements of the absorption coefficient by using a parametric loudspeaker [通常講演]Akiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto TakeokaInter-Noise 2017, Hong Kong 口頭発表（一般）
MISC
- 菅原彬子; LEE Hyojin; 坂本慎一; 武岡成人 日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2018 2018年
- 菅原彬子; 大久保滉平; 三宅耀生; LEE Hyojin; 坂本慎一; 武岡成人 日本音響学会研究発表会講演論文集(CD-ROM) 2018 2018年
- 菅原彬子; 大久保滉平; 三宅耀生; LEE Hyojin; 坂本慎一; 武岡成人 日本騒音制御工学会研究発表会講演論文集 2018 2018年
- 菅原彬子; LEE Hyojin; 坂本慎一; 武岡成人 日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2017 2017年
- 菅原彬子; LEE Hyojin; 坂本慎一; 武岡成人 日本音響学会研究発表会講演論文集(CD-ROM) 2017 2017年
- A trial on the measurement of the acoustic properties by using a parametric loudspeakerAkiko Sugahara; Hyojin Lee; Shinichi Sakamoto; Shigeto Takeoka The Journal of the Acoustical Society of America 140 (4) 3418 2016年12月
- 菅原 彬子; 李 孝珍; 坂本 慎一; 武岡 成人 公益社団法人日本騒音制御工学会秋季研究発表会講演論文集 = Proceedings of the autumn meeting, the Institute of Noise Control Engineering of Japan 203 -206 2016年11月
- 菅原彬子; LEE Hyojin; 坂本慎一; 武岡成人 日本音響学会研究発表会講演論文集(CD-ROM) 2016 2016年
- 菅原彬子; LEE Hyojin; 坂本慎一; 武岡成人 日本騒音制御工学会研究発表会講演論文集 2016 2016年
受賞
- 2021年09月 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年10月 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年10月 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年09月 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年03月 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
共同研究・競争的資金等の研究課題
- 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)研究期間 : 2022年04月 -2025年03月代表者 : 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研究期間 : 2020年09月 -2022年03月代表者 : 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 特別研究員奨励費研究期間 : 2017年04月 -2020年03月代表者 : 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。