2014 Fiscal Year Annual Research Report
長さ変化を伴う柔剛混在多体系動力学における統一的解析手法の確立
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23560268
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
曄道 佳明 上智大学, 理工学部, 教授 (50262118)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | flexible body / modeling / time-varying system / nonlinear dynamics / multibody dynamics |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)理論解析 長さが変化する柔軟多体系の運動について、高精度な近似解法を開発し、この種の運動解析で課題となる計算時間の短縮に成功した。また、柔剛混在系への展開についても同時に検討し、２次元問題における課題を概ね終了した。長さ変化を伴う柔軟体の運動解析では、固有値が時々刻々変化するため、力学的原理の適用について、その有効性の評価が必要となる。本研究では、従来法の比較検討と、新しい方法の提案を同時に行い、解析結果の比較から力学原理に則った新たな手法の妥当性を確認した。さらに、近似解法の精度向上についても理論的な評価の下でその有効性について示すことが出来た。
(2)実験 実験装置は長さ変化するブームを有するクレーンについて、設計、製作を行ったが動作時の微小振動の抑制に時間を要しており、現状ではさらなる改良が必要である。特に柔軟ケーブルの巻き取り、展開時にこの振動が影響を与えるため、実験および測定項目の見直しを図り、適切な実験ができる環境を引き続き整備する。一方、従来から行っている柔軟体の流体中挙動に関しての実験結果は得られており、この実験結果に対する物理的洞察の下で提案する数値解析手法の妥当性の検討を行った。
(3)実験結果と数値解析結果との比較検討 構築された提案手法による数値解析結果と実験結果との比較検討では、近似解法としての定性的な妥当性が確認された。また、物理的、数学的な根拠に基づく近似度の改善により、精度の向上が図られることが示された。
以上より、実験装置の完成度をさらに改善し、応用的な物理現象に対して提案理論解析手法の充分な精度確保を実証すること、3次元問題への拡張などが課題として残るが、当初目標として掲げた基礎的なモデルを対象とした理論解析手法の構築については一定の成果を挙げたといえる。
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