環境との相互作用による柔軟構造物の形態形成に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650246
• Research Institution: KOBE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 河村 庄造 神戸大学, 工学部, 助教授 (00204777)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安達 和彦 神戸大学, 工学部, 助手 (30243322)
• Keywords: 柔軟構造物 / 離散解析法 / セルラーオートマトン / 非線形振動系 / 固有振動モード / 波の伝播 / 形態形成

Research Abstract

1.離散解析法による柔軟構造物の動的応答解析
非線形特性を有する多自由度系及び連続体の動的応答解析を行うためにセルラーオートマトン法(CA法)を用いることにした.そのため力のつり合い条件から局所近傍則を導出した.CA法による解析の妥当性を検討するため,対象物に外乱が作用したときの衝撃波の伝播及び定常振動の形成を解析し,既に知られている厳密解や数値解と比較・検討した.その結果,十分正しい解を得ることができ,提案した手法の妥当性が確認できた.
2.応用例
振動制御シミュレーション:弦の振動制御シミュレーションを行った.比較的簡単な制御法則を用いて振動制御を行ったところ,従来のシミュレーション手法と同等な結果を得ることができた.
地震波の伝播シミュレーション:震源からの地震波の伝播の様子をCA法を用いて解析したところ,非常に短い計算時間で妥当な解を得ることができた.
3.実験的検証
薄板構造物を音響加振して定常振動状態を作りだした.加振力が小さい線形振動の範囲では,CA法による解析結果と実験結果は良く一致するが,加振力を大きくして非線形振動の範囲になると,構造物の非線形性のみでなく加振力の非線形性の影響も大きくなり,解析結果と実験結果は十分には一致していない.加振力の非線形性を考慮した解析を行えば,良好な結果が得られるものと期待できる.

Research Products

• [Publications] Shozo Kawamura: "Nonlinear Dynamic Analysis of a String by Using Cellular Automata Method"Proceedings of the Asia-Pacific Vibration Conference '99. 2. 1118-1123 (1999)
• [Publications] 河村庄造: "セルラオートマトン法を用いた非線形特性を有する弦の強制振動解析"日本機械学会D & D Conference 2000 CD-ROM論文集. 6(CD-ROM). (2000)