2014 Fiscal Year Research-status Report
非線形発振器の結合系にみられる特殊な同期現象の新しい解析手法に関する研究
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25730152
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| Research Institution | Hiroshima Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山内 将行 広島工業大学, 工学部, 准教授 (40384169)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 同期現象 / 瞬時電力 / 位相反転波動 / 位相波 / 発振器の結合系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
梯子状や格子状に結合された発振器の上で見られる、定常状態で観測できる特殊な波動現象である位相反転波動や、過渡状態でのみ観測できる位相波について、観測、解析を行って来た。しかし、従来の解析手法では、位相反転波動と位相波を判別するには長時間観測するか、隣接した発振器間の位相差を系全体で一定の時間求め続ける必要があり、判別そのものが難しかったと言える。しかし、本研究で開発してきた瞬時電力を用いた解析手法を用いることにより、その判別が比較的容易くなり、判別が難しかった複雑な現象についても判別できる可能性が強まりつつある。
本年度の研究では、梯子状の系における同相同期の中を伝搬する位相反転波動の瞬時電力の遍歴のシミュレーション結果と同じ結果が、実回路実験においても見られることを明らかにした。これらの結果より今まで行って来たシミュレーションが実回路においても発生することが明確となり、瞬時電力を用いることの有用性がさらに確認できたものと考えられる。さらに、隣接した発振器間の位相状態が、同相同期と逆相同期が交互に存在する交互逆相同期の中を伝わる位相反転波動の瞬時電力の遍歴の調査をシミュレーションと実回路実験で行い、同相同期の中を伝搬する時と同じ様な特徴を持つことを明らかにした。
2次元格子状の系においては位相反転波動が縦方向と横方向で独立して見られるが、特に縦方向の位相反転波動と横方向の位相反転波動が透過する際の瞬時電力の遍歴などについても明らかにし、位相波同士の透過の場合と比較し、その特徴を明らかにした。さらに、縦方向と横方向で違う同期状態における位相反転波動の縦横両方の伝搬のメカニズムなど、2013年度に完全に明らかにできなかった部分についての解析も行った。
さらに、9個、若しくは10個の発振器を環状に繋いだ系において見られる位相反転波動などの現象の領域を、瞬時電力などを利用し明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
梯子状や格子状に結合された系の上で見られる、定常状態で存在し続ける特殊な同期現象であり波動現象である位相反転波動や、過渡状態で観測できる位相波などを解析するには、従来は位相差自体を観測することや、周波数の変動などを調べることしかできず、分類が難しい現象などが多かったと言える。しかし、瞬時電力の遍歴を調査することにより、位相反転波動と位相波の違いが明確になりつつあり、分類が難しい現象などについても、比較的明確になりつつある。また、シミュレーション上で見られてきた瞬時電力の変動が実現が難しい実回路においても観測されつつあり，より本手法が有効であることが明らかになりつつあると考えられる。さらに、2次元格子状の系における現象の詳細なメカニズムなどの解析や、環状の系での現象の解析も進んでおり、瞬時電力が適用できる範囲について、徐々に明確になってきていると考えられる。一方、3次元格子状の系への適用や梯子を組み合わせた系への適用、さらに、電力を用いた理論解析手法の可能性の探求なども未だ十分とは言えない。また、実回路実験も十分に進んでいる状態であるとは言えず、現象そのものへの解析も、十分とは言えない。このような状況の中、新たな現象も明らかになりつつあると思われ、それらの解析に電力が適用できないかなどの問題も発生しつつある。しかし、上記のように実験による証明や、詳細な解析も進んでおり、位相反転波動のような特殊な現象の解析にも利用できる新しい手法の開発が目的である本研究としては、研究は「おおむね順調に進展している」と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
おおむね順調に研究が進んではいるが、全ての系に渡って実現が難しい実回路実験や理論解析手法の開発などについて、さらなる研究開発が必要であると言える。また、環状の系や2次元格子状の系、3次元格子状の系、また、梯子などを複数組み合わせた系などにみられる現象の解析自体も不十分であり、引き続き従来手法を用いた解析も進める必要がある。特に、環状の系では、今までに見られていなかった現象が見られている可能性があり、より詳細な解析が必要となっていると言える。よって、以下の内容を中心に研究を進める予定である。
1. 環状に結合された系において見られる現象について、従来の手法や瞬時電力を用いた手法による解析を行う。特に、新しい現象である可能性のある現象が平成26年度に見られているので、これらについて更なる詳細な解析を行う。また、実回路実験による調査も進める。さらに、理論解析について引き続き模索を続ける。
2. 2次元格子状の系にみられる位相反転波動について、2014年度に引き続き、瞬時電力を適用した解析を進める。さらに、理論解析について引き続き模索を続ける。また、3次元格子状の系における位相反転波動についても解析を進め、瞬時電力を用いた手法が適用できるか模索を行う。
3. 梯子状の系などを組み合わせた星型の系において解析を進めると共に、瞬時電力を用いた解析が可能であるか引き続き調査を行い、可能であれば解析を行う。また、実回路実験を用いても解析を進める。
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