振動学特論

Advanced Mechanical Vibration

997E354

75ASDMD521

朝倉　巧

Takumi Asakura

2024年度前期

2020  First term　

水曜3限

Wednesday, third.

創域理工学研究科　機械航空宇宙工学専攻

Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Graduate School of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

機械力学分野においては、様々な物体の振動および振動場から放射される音波の振る舞いを正確に予測・解析することが重要となる。近年、計算機パフォーマンスの向上に伴い、実験・計測技術に加えて、解析技術を援用したものづくりが活発に行われてきている。このような状況においては、物理的な基礎知識の修得に加えて、実問題を数学的にモデル化し、これを数値解法の考え方を基に数値モデル化し、計算機を用いた演算を行うことが必要となる。
　本講義では、質点系ならびに連続体に対する振動・音響理論の枠組み，その有用性を示し，解析に必要となる数値解析法について教授する．

In the field of mechanical vibration, it is important to accurately predict and analyze the behavior of sound waves radiated from vibration fields on various objects. In recent years, along with the improvement of computational performance, product engineering, which incorporates analysis techniques, is actively carried out in addition to measurement techniques. Under such circumstances, in addition to acquiring physical basic knowledge, it is necessary to model actual phenomena mathematically, numerically model that based on the concept of numerical solution method, and perform calculations using computers .
In this lecture, the framework of vibration and acoustic theory for discrete-mass and continuum mechanics, and the numerical analysis methods are indicated.

機械工学分野のうち振動工学および音響工学で必要となる高度な専門的知識を吸収するための基礎的事項について理解し、さらに実問題へ応用するための方法を修得することを目的とする。当専攻のディプロマ・ポリシー(1)である「（1）機械工学分野に応じた高度な専門知識。」に繋がる科目である。

振動工学および音響工学で必要な専門的知識について学び、実問題へ応用するための方法を修得することを目標とする。

We aim to learn about the expert knowledge necessary for vibration engineering and acoustic engineering and to acquire a method to apply to practical problems.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

機械力学の内容を理解していること

Fully understanding the Mechanical Vibration 1A, 1B.

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指示された準備学習を行い、授業内容に関する復習を行う．

Perform preparatory learning instructed and review the treated contents.

多質点系の解析演習（30%），連続体の解析演習（30%），音響解析演習（40%）により評価する．

The grading are evaluated as numerical analysis (30 %), analysis of continuum system (30 %), and sound field analysis (30 %).

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

振動工学−基礎編，安田仁彦著，コロナ社
振動工学−応用編，安田仁彦著，コロナ社
機械音響学，安田仁彦，コロナ社，他

第１回：ガイダンス（授業の進め方に関する説明），機械力学分野における予測シミュレーション技術の位置づけ
第２回：波動に関するスペクトル解析（フーリエ級数，離散フーリエ変換，実波動データの解析）
第３回：振動の基礎（１質点および２質点系の振り返り，自由振動，強制振動）
第４回：多自由度系の振動（運動方程式の解法），多自由度系の振動（モード解析）
第５回：多質点系の振動解析（１）
第６回：多質点系の振動解析（２）
第７回：連続体の振動（弦，膜，梁，板の振動）
第８回：連続体の振動解析（１）
第９回：連続体の振動解析（２）
第１０回：音響学に関する基礎知識，聴覚の基礎，音響計測法
第１１回：音波の波動方程式の導出，音場の固有モード
第１２回：有限差分法による音場の数値解析
第１３回：音響解析（１）
第１４回：音響解析（２）
第１５回：ふりかえり

1. Guidance
2. Spectrum analysis by using Fourier transformation
3. Basic of the mechanical vibration
4. Vibration of the discrete-element system
5. Vibration analysis of discrete-element system (1)
6. Vibration analysis of discrete-element system (2)
7. Vibration of continuum system (strings, membranes, beams, and plates)
8. Vibration analysis of continuum system (1)
9. Vibration analysis of continuum system (2)
10. Basic of the acoustcis
11. Derivation of the wave equation. Modal analysis of the modes in sound fields
12. Numerical analysis of sound field by FDTD method
13. Sound wave analysis (1)
14. Sound wave analysis (2)
15. Review

国内研究機関の研究員（建築系）における勤務経験を活かし、振動工学に関する講義を行う。

Lectures on vibration engineering based on the experience as a researcher (in the field of building engineering) at a domestic research institute.

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