2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the Ocean Wave Cloaking and Metamaterial
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16J00369
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
飯田 隆人 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | クローキング / バックワード波 / メタマテリアル / 水路網 / 負の屈折率 / 水波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
著者は海洋波におけるメタマテリアル及びクローキングの理論体系を構築し、海洋に波の無い空間を生成することを目指して研究計画を行った。本年度は当初予定していた研究計画からの修正があった。また本年度の前期は日本にて研究活動を行い、後期ではカリフォルニア大学バークレー校で共同研究に従事した。この前期・後期での研究は独立しているため、それぞれを分けて記す。
【前期】大阪大学での研究
昨年度で筆者は海洋においてクローキングを実現するために、微小水路網の理論および設計手法を開発した。本年度は筆者が提案した水波における座標変換および水路網の理論を拡張し、クローキング以外の用途にも用いることができることを示すために研究を行った。その一つが座標変換による集波であり、また二つ目は負の屈折率及びバックワード波の実現である。昨年度提案した水路網の理論により、負の屈折率を実現できることを発見し、数値計算を行い、その理論の妥当性を確認した。またその手法は浅水波、深水波のどちらにも適用することができることが分かった。
【後期】カリフォルニア大学バークレー校での研究
散乱波低減手法を用いて弾性膜を設計し、それによってクローキングを実現することを図った。多層からなる弾性膜を計算する方法の開発を行い、さられその弾性膜の特性を最適化した。それによりこれまで水波領域において存在しなかった、入射波の角度に依存しない、無指向性のクローキング装置を開発することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では海洋波クローキングを実現する回路理論を構築する予定であった。しかしその計画は昨年度に達成することができた。また、この理論を応用して負の屈折率が実現することを計画立てていたが、今年度の研究によりそれも達成することができた。一方で、クローキングに関する研究は、昨年度の研究の推進方策にて述べたクローキング理論の深水波への拡張は実現できなかった。しかし、散乱波低減法および弾性膜により、深水波におけるクローキングを実現することができたといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、負の屈折率およびバックワード波の研究に関して、発展させていく予定である。
①複数の浮体の相互干渉及び高次の波モードを考慮した数値計算を行う。
②模型を作製し、水槽実験を行う。
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