| Project/Area Number |
20K04924
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Tokai University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 芳隆 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50300702)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
|
|---|
| Keywords | Isogeometric解析 / Gossamer宇宙構造物 / ケーブル-膜面複合構造物 / 有限要素法 / アイソジオメトリック解析 / 変分法 / ケーブルー膜面複合構造物 / 膜構造物 / ケーブル構造物 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では，膜面に補強ケーブルを組み合わせた複合構造物の力学的特性を数値シミュレーションによって調査する．このようなシミュレーションには従来，有限要素法とよばれる解析手法が用いられてきたが，本研究では近年注目を集めているアイソジオメトリック解析と呼ばれる新たな手法に着目し，アイソジオメトリック解析と従来型の有限要素法を組み合わせたハイブリッド解析法を開発する．開発した手法を用いて，新型成層圏気球やゴッサマー宇宙構造物と呼ばれる軽量宇宙構造物の力学特性を調査し，従来手法ではシミュレーション困難であった問題に取り組む．
|
| Outline of Final Research Achievements |
Numerical simulations of structures have been mostly carried out with the use of the finite element method. Recently, this de facto standard technique has been being replaced by isogeometric analysis proposed by Hughes et al. in the United States. The present study proposed a hybrid IGA-FEA simulation for cable-membrane structures.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では，従来の数値構造シミュレーション技術である有限要素法と，新たな構造解析手法であるIsogeometric解析を組み合わせた新たな構造解析技術を提案した．また，ケーブルと膜面の複合構造物である新型の成層圏気球に関する研究を行い，気球の膨張形状を予測できる理論解を導出し，さらに気球に被せる網の幾何パラメータを最適化することで，気球重量を一定に保ったまま，気球容積を3倍程度にまで増加できることが可能であることを見いだした．本研究で得られた成果を用いると，成層圏気球の気球性能を大幅に向上させることが可能である．
|
