2020 Fiscal Year Research-status Report
空気流入による減衰力可変型粒状体ダンパーに関する研究
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20K04372
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| Research Institution | Toba National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
林 浩一 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 教授 (30613947)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ダンパー / 減衰力 / 粒状体 / 空気流入 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
粒状体ダンパーを水平方向に設置し，充てんした粒状体内に空気を流入させることによる，減衰力特性の変化挙動を実験的に調べた．粒状体ダンパーの設置方向を考慮し，シリンダの下側より空気を流入させ，上側から放出させることができる構造の粒状体ダンパーを新たに製作し，呼び径0.5 mmのジルコニアボールを充てん率0.590で粒状体ダンパーに充てんした．粒状体ダンパーに与える正弦状の強制変位の周波数を0.1～10.0 Hz，流入空気流量を0～40 L/minの範囲で変化させた場合の減衰力を測定した．その結果粒状体ダンパーは，流入させる空気流量を変化させることで減衰力特性が変化することが明らかになり，空気流入による減衰力可変ダンパーが成立することを確認できた．粒状体ダンパーへの流入空気流量が比較的少ない領域では，流入空気流量が多くなるに従い減衰力は小さくなり，流入空気流量が比較的多い領域では，流入空気流量が多くなるに従い減衰力は大きくなる傾向となることが明らかになった．また空気流入による減衰力の変化は，粒状体ダンパーのピストン位置が死点に近くなるに従い顕著に表れることが明らかになった．一方で粒状体ダンパーに与える強制変位の周波数の影響としては，粒状体ダンパーに空気を流入させた場合においても空気を流入させない場合と同様に，ピストン位置が死点前の領域において，強制変位の周波数が高くなるに従い減衰力が低下する現象が見られることも確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
令和2年度は，粒状体ダンパーに空気を流入させる場合の，減衰力特性を実験的に把握すること，および粒状体ダンパーの減衰力特性を再現できるシミュレーションコードの作成を前提とした，空気流入の影響を考慮しない場合の減衰力特性を再現できるシミュレーションコードの作成を予定していた．
減衰力特性を実験的に把握することについては概ね予定通り進んでおり，流入空気流量と加振周波数をパラメーターとした減衰力特性はほぼ測定を終了している．現在は論文投稿に向けての準備をしている状況である．
一方で減衰力特性を再現できるシミュレーションコードについては，使用する粒子個別要素法の基本的なプログラミングを終了し，現在はデバッグを行うとともに，計算時間短縮に向けた試行を行っている状況であり，予定よりも遅れている状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度は，粒状体ダンパーに空気を流入させた場合の減衰力特性を再現できるシミュレーションコードの作成と，粒状体ダンパーを組み込んだ1自由度振動系の振動挙動を実験的な把握を行う予定である．
シミュレーションコードの作成については．まずは令和2年度に実施予定としていた空気流入が無い場合のシミュレーションコードの完成を急ぐ．計算時間の短縮については，GPGPUを用いることによるハードウエア面の対策と，隣接粒子探索手法の効率化といったソフトウエア面の対策を盛り込んでいく．空気流入の影響については，最終的には粒子と流体の連成解析を行うことを考えているが，その前段階として，粒子に作用する重力の影響の変化により，空気流入による影響を再現することを試みる．
振動挙動の把握については，当初の予定通り実験装置の製作を行い，その後に加振周波数をパラメーターとして振動系の定常振幅を測定していく．
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