2021 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙展開膜面構造物の非線形ダイナミクスの総体を表現する普遍的確率モデルの構築
| Project/Area Number |
19H02347
|
|---|
| Research Institution | Tottori University |
|---|
Principal Investigator |
岩佐 貴史 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (90450717)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤垣 元治 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (40273875)
樋口 健 早稲田大学, 理工学術院, 客員教授 (60165090)
岸本 直子 摂南大学, 理工学部, 教授 (60450714)
勝又 暢久 香川大学, 創造工学部, 准教授 (60534948)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 宇宙展開膜面構造物 / 非線形ダイナミクス / 変位の空間分布 / 応答予測 / 画像計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
展開型の宇宙膜面構造物は外力に対する抵抗力が小さく展開時に生じる衝撃力や運用時のマヌーバによって振動が発生する．軌道上における構造物の振動は運用性能に影響を及ぼすためその動的挙動を適切に予測することが必要となる．しかし，展開型の宇宙膜面構造物の動的挙動は幾何学的非線形性が強く，薄膜とブーム間の相互作用等も加わり複雑な挙動となる．このような振動応答を予測するには，対象とする膜構造物の詳細なモデル化と高度なアルゴリズムを用いて解析することが一つの手段と考えらえるが，実現象に含まれる不確定因子の影響で膜面全体のダイナミクスを精度よく予測することは難しい．
そこで我々は，宇宙膜面構造物のダイナミクスを従来のように要素毎にモデル化して検討するのではなく宇宙膜面構造物のダイナミクスの「総体」を変位の空間分布として捉える．そして，変位の空間分布に潜む普遍的な性質（構造スケールや各種不確定性に鈍感な性質）を探索し，その性質を利用して宇宙膜面構造物の振動応答上限値を一定の信頼度で予測する新たな方法論の確立を目指す．そのためには宇宙膜面構造物のダイナミクスに対し「変位の空間分布に潜む普遍的な性質」を見出すことがまずは必要となり，これが本研究の核心をなす学術的「問い」として設定した．得られた成果は以下の２つとなる．
１）薄膜の振動モードに幾何学的な周期性が見られる場合（例えば高次モードが1次モードの繰り返しで構成される場合），振動応答スペクトル値の空間分布はモードの次数によらず類似となる．この類似性は薄膜のスケールに依存しない普遍的な性質と考えられ振動応答上限値の予測に有効な性質である．
２）一方，振動モードの幾何学的周期性は不確定因子に影響を受け幾何学的周期性が損なわれればスペクトル値の空間分布の類似性も損なわれる．そのため，スペクトル値の空間分布に不確定性に鈍感な性質は見出せなかった．
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 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。
|
