2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of optimal design for 'living' continuous body vibration with phase reduction method
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18H03205
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
田中 久陽 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20334584)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関屋 大雄 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334203)
畔上 秀幸 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (70175876)
河村 洋史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー (90455494)
竹内 謙善 香川大学, 創造工学部, 講師 (90911686)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | MEMS / 注入同期 / 振動工学 / 最適化理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ/マイクロ電気機械系 (N/MEMS) の安定な自励振動のために, 注入同期が有効である. しかし, 注入同期の本質的非線形性のために従来の振動工学のみでは解決困難な問題が多く存在する. 本研究は, そのような問題を解決し, 任意の連続体振動をデザイン可能にすることを目指している. 既に, 本研究は自励振動系のシミュレーション環境を確立し, 振動体の形状を最適化する基礎理論を構築している. 当該年度においては, さらに, 以下の新規な結果と展開が得られた.
(i) N/MEMSカンチレバーの自励振動系に対し, われわれはAbaqusとDymolaの汎用ソフトを連成し, そのシミュレーションを可能にした. この方法は汎用性があるものの, 振動体の形状を最適化する際には, ソフト内部の計算プロセスを細かく把握するための工夫が必要であることが判明した.
(ii) そこで, 研究協力者の構築した有限要素法ツールにより, 上記のソフトと並行して同じ設定の問題にアプローチした. その結果汎用性は欠くものの特定の問題においては, より容易に形状を最適化するシミュレーター構築の見通しが得られ, そこで必要となる振動体の「位相感受関数」を少ない計算量で得る見通しも得られた.
(iii) これまでの自励振動体の問題において, 必要となる「エネルギー」に注目し, これを最小化するという観点は重要にも関わらず未開拓であった. われわれは研究当初の問題設定に立ち戻り再検討したところ, 新規な理論構築と設計アルゴリズムの開拓が可能となった. この基礎的結果の一流誌での発表を準備している.
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(23 results)
