1996 Fiscal Year Annual Research Report
電磁力により軌道追従・運動をする多剛体システムの汎用解析プログラムの開発
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06555076
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
正田 英介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40010706)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 穣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00011180)
大崎 博之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10203754)
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| Keywords | 多剛体運動解析(マルチボディ) / 磁気浮上 / 磁気浮上式鉄道 / 並列計算 / 磁気ダンピング |
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| Research Abstract |
電磁力を用いて物体を浮上・案内・推進するシステムは、リニアモータカ-をはじめ、工場内搬送、電磁プロセシング、自動化機器などの広い分野で使用されている。このようなシステムでは駆動される物体が軌道と接していない上に、加えられる電磁力が能動的にまたは受動的にその軌道に対する配置に関係して与えられるために、その運動の解析が理論的には困難かつ複雑で、シミュレーションによらざるをえない。本研究では多数の軌道に沿って動く移動座標枠を使って制御された多剛体の運動をフレキシブルかつ相互作用が明確な形でモデル化するとともに、(1)多剛体の機械運動(2)運動の場に生ずる電磁現象(3)自由運動する物体の制御の三つの解析計算要素を連成させる構成のワークステーション上で働く汎用プログラムを開発した。このプログラムはアニメーションとも連成可能で、使用者に物体の運動の様子を理解させたり、電磁コイルの配置の影響を把握するのを容易にしている。
さらに、これを用いて超電導磁気浮上鉄道車輌および常電導磁気浮上鉄道車輌の走行特性を解析し、曲線部走行時の振舞いや振動・動揺のダンピング機構の解明とそれらを改善するダンピング手法の効果の算定などその設計に役立つ知見を得た。
このプログラムでは軌道に沿ったコイルの幾何学的な配置を入力する部分が労力を要し、軌道系上の変更をした解析を繰り返すのは容易ではない。そこで、このようなソフトウェアの利用者からみた見通しをよくしてプログラムの負担を軽減するように、超並列計算機の機能を模擬したPIM-Parallel Inference Machineを用いたシミュレーション手法をも研究し、その多重化されたセル構造のプログラミングの特徴を活かす方法について検討し、その将来性をも明らかにしている。
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[Publications] S.Ohashi et.Al.: "Influence of Magnet Quench on the Superconducting Magnetically Levitated Bogie." IEEE Tr.on Magnetics,. 32. 5046-5048 (1996)
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[Publications] S.Ohashi et.Al.: "Influence of Mechanical and Electromagnetic Disturbance on Running Characteristics of the Superconducting Maglev System" Proc.14^<th> Int.Conf.on Maglev. 467-472 (1995)
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[Publications] H.Kaneda et.Al.: "Application of a parallel inference machine to dynamic simulation of an electric power converter" Proc.Electrimacs'96. 3. 847-852 (1996)
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[Publications] J.E.Paddison et.Al.: "Comparison of the suspension design philosophies of low-speed Maglev systems" IMechE Conference Tr.1996-8. 229-238 (1996)
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[Publications] S.Ohashi et.Al.: "Running simulation of the superconducting magnetically levitated systems" Proc.6^<th> European Conf.on Power Electronics. 1. 3650-3655 (1995)
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[Publications] H.Ohaski et.Al.: "Running characteristics analysis of a superconducting magnetically levitated vehicle driven by a LSM" Proc.ICEM'94. 84-88 (1994)
