2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K18318
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
小池 雅和 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (70756337)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 水中搬送 / 水面搬送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度は水槽全体加振を前提とした基礎実験と数値モデルの構築をおこなった．その結果，従来文献で提案されている粒子の収束位置と振動数の関係式の適用範囲を明らかにし，あらなた関係式を導出した．以下詳しく報告する．
【水槽全体加振を前提とし，水中搬送での基礎研究】加振周波数をシーケンシャルに組み合わせることで，特定の位置ではなく任意の位置に水中粒子を移動させる基礎実験をおこなった．その結果，多数の粒子を任意の位置に移動させるのは非常に困難であることがわかった．低い振動数であれば，綺麗に特定の位置に搬送できるのだが，高い周波数だと，振幅を大きくできないため，搬送力が低下してしまうのが大きな原因である．また，容器の壁面と振動方向を厳密に直交した位置関係で保つ必要があり，その調整誤差も原因の一つである．また，使用した粒子の材質はAS樹脂，ガラス，ジルコニアであるが，AS樹脂が搬送させやすいことも分かった．
【数値モデルの構築】従来文献による粒子の収束位置と振動数の関係式では現象を厳密には表現できないことがわかった．特に，粒子の直径が大きい場合には誤差が大きくなる．そこで，新たに，従来文献の関係式を修正し，実現象を表現できる関係式を導出した．実現象をより厳密に表現できる関係式を導いた点が本年度の大きな貢献である．
【局所振動を前提とし，水中搬送での基礎研究】振動発生装置の選定と装置設計をおこなった．材料購入と装置組み立ては未完了である．空気ばねを用いた効率的な振動発生手法に関しては第22回知能メカトロニクスワークショップ，第60回自動制御連合講演会にて発表した．また電気学会に論文投稿中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２９年度は予定の研究よりも基礎的な研究にとどまった．予定では局所振動を前提とした水中搬送での基礎実験まで進める予定だったが，この実験は未完了である．その原因は数値モデルの構築や水槽全体加振型装置のトレー形状の見直しに思った以上に時間を要したためである．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度は予定の研究よりも基礎的な研究にとどまった．そこで，本年度は昨年度実施予定であった局所振動を前提とた水中搬送基礎実験を完了させる．そのため，研究計画を以下のように変更する．
【振動発生装置の部集と組立て・調整】（平成３０年４月～７月）
二本の振動発生装置（パルスモータ式）と1000mm×500mmの容器を用いた実験装置を組み立てる．その後，所望のサイン波の動きで動作させるために，必要パルスの時系列データを作成し，動作確認を行う．
【局所振動を前提とし，水中搬送での基礎実験】（平成３０年８月～）この期間はブイ型振動発生装置による粒子の移動現象を確認する予定である．具体的には，水槽全体加振と同様の現象を引き起こす振動パターンを探る．この基礎実験では推進，粒子，振動数など，多数のパラメータを変えた実験が必要になるため，曳航水槽を用いた大規模な実験は実施しない予定である．
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| Causes of Carryover |
（理由）
局所振動発生器の設計が遅れ，当該機器を購入していないため．
（使用計画）
平成３０年８月より局所振動を前提とし，水中搬送での基礎実験を開始する予定である．
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