2006 Fiscal Year Annual Research Report
フレキシブルマイクロアクチュエータの水中ロボットへの応用
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16360435
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
加藤 直三 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00138637)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴森 康一 岡山大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (00333451)
鈴木 博善 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00252601)
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| Keywords | CFD / FEM / FMA / 弾性胸ひれ / パッシブ型 / アクティブ型 |
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| Research Abstract |
1.変形を伴う胸ひれの流体力の計測
これまでの研究から、二種類の胸ひれの運動があることがわかっている。上下運動とひねり運動を中心とする揚力型、前後運動とひねり運動を中心とする抗力型の二種類である。前年度において、それぞれについて、構造の面から検討をし、抗力型については、シリコンゴムに切れ目を入れたパッシブ型の胸ひれを、揚力型については、FMAが3本からなり全体を薄いシリコンゴムで覆ったアクティブ型の胸ひれを製作した。今年度は、前後運動、ひねり運動、上下運動を独立に行う胸ひれ運動装置を用いて、前後運動のみを起こし、パッシブ型の胸ひれの流体力の計測を行ない、また上下運動のみを起こし、アクティブ型の胸ひれの流体力の計測を行なった。変形を伴うパッシブ型の胸ひれでは、剛体では推力が得られないのに対して、推力を得ることができることがわかった。またパッシブ型の胸ひれでも、推力を得ることがわかった。
2.FEMを用いた変形を伴う胸ひれの構造解析
水中におけるパッシブ型およびアクティブ型の胸ひれの運動解析を行い、FEM解析結果との比較を行った。両型とも胸ひれの先端の位置を首尾よく表現できることを確認した。
3.胸ひれ運動装置を装着した水中ロポットの運動シミュレータの開発
胸ひれ運動装置を前後二対取り付けた水中ロボットを考え、この水中ロボットの運動特性を調べるための運動シミュレータを、CFDによる胸ひれ運動の流体力解析手法を発展させて、胴体に複数の胸ひれ運動を取りつけた水中ロボットまわりの流体力を数値計算によって解き、それを運動方程式の外力項に代入して、水中ロボットの三次元非定常運動を解く運動シミュレータを開発した。
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