| 講演名 | 2007-08-24 周囲雑音イメージングを想定した球面状両凹面音響レンズの縮尺実験による方位解像度の評価(水中音響) 森 和義, 小笠原 英子, 中村 敏明, |
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| 抄録(和) | 海中周囲雑音を物体探知に積極的に利用しようとする新しい考え方が注目されており,周囲雑音イメージングと呼ばれている.一方,音響レンズは2次元ビームフォーミングにおいて巨大な受波器アレーや複雑な信号処理装置を必要とせず,周囲雑音イメージングを実現する有力な基本技術である.筆者らはFinite difference Time Domain (FDTD)法により,周囲雑音イメージングのための単一球面状両凹面レンズの集束音場解析を進めてきた.これより,開口径2.0mにおいて入射角度毎の-3dB領域が互いにほとんど重複しないという結果を得た.よって,周囲雑音イメージングを実現するレンズは,開口径2.0mにおいて周波数60kHzで方位解像度1degを有すると予測される.本研究では,FDTD法による解析結果を確認するため,水槽により1/5スケールの縮尺実験を行う.レンズは1/5スケールの開口径400mmおよび曲率半径500mmとし,周波数300kHzで5波のバーストパルスを音源から照射した.ここで,周波数はFDTD解析の5倍である.音響レンズを通過した音圧は,像点周辺で受波器を移動させながら計測された.垂直入射における-3dB領域を比較したところ,その形状は縮尺実験とFDTD法による解析結果とよく似ており,本レンズが周囲雑音イメージングで利用できる所望の方位解像度を有することを示唆した. |
| 抄録(英) | Much attention has been paid to the new idea of detecting objects by using ocean ambient noise. This concept is called ambient noise imaging (ANI). Since an acoustic lens system would not require a large receiver array and a complex signal processing unit for two-dimensional beam forming, minimization would be facilitated and ANI system costs would be reduced. The authors analyzed the sound field focused by an acoustic lens system constructed with a single spherical biconcave lens using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method to design an ANI system. The analysis to determine the size of the lens aperture was carried out in the last study. At an aperture of 2.0m, -3dB areas, which have less pressure than the maximum pressure at the image point, almost do not overlap each other at every degree of the incident angle. Therefore, the lens with an aperture size of 2.0m has sufficient resolution for realizing the ANI system; for example, the beam width is 1deg at 60kHz. In this study, to confirm the FDTD analysis result, we performed a reduced scale trial of one-fifth space in a water tank. The lens, made of acrylic resin, has an aperture of 400mm and a radius of curvature of 500mm. A burst pulse of 5 cycles at 300kHz, in which the frequency increases 5 times, radiated -from the sound source. The sound pressure after passage through the acoustic lens was measured by moving the receiver around the image point. The results show that the shape of -3dB area is similar to that of the FDTD analysis result at normal incidence, which suggests that this lens has sufficient resolution to use in an ANI system. |
| キーワード(和) | 周囲雑音イメージング / 音響レンズ / FDTD法 / 縮尺実験 / 方位解像度 |
| キーワード(英) | Ambient Noise Imaging / Acoustic Lens / FDTD Method / Reduced Scale Trial / Directional Resolution |
| 資料番号 | US2007-32 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | US |
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| 開催期間 | 2007/8/17(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Ultrasonics (US) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 周囲雑音イメージングを想定した球面状両凹面音響レンズの縮尺実験による方位解像度の評価(水中音響) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Evaluation of Directional Resolution of Spherical Biconcave Acoustic Lens for Ambient Noise Imaging on Reduced Scale Trial |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 周囲雑音イメージング / Ambient Noise Imaging |
| キーワード(2)（和/英） | 音響レンズ / Acoustic Lens |
| キーワード(3)（和/英） | FDTD法 / FDTD Method |
| キーワード(4)（和/英） | 縮尺実験 / Reduced Scale Trial |
| キーワード(5)（和/英） | 方位解像度 / Directional Resolution |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 森 和義 / Kazuyoshi MORI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 防衛大学校地球海洋学科 Department of Earth and Ocean Sciences, National Defense Academy |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 小笠原 英子 / Hanako OGASAWARA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 防衛大学校地球海洋学科 Department of Earth and Ocean Sciences, National Defense Academy |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 中村 敏明 / Toshiaki NAKAMURA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 防衛大学校地球海洋学科 Department of Earth and Ocean Sciences, National Defense Academy |
| 発表年月日 | 2007-08-24 |
| 資料番号 | US2007-32 |
| 巻番号（vol） | vol.107 |
| 号番号（no） | 200 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |