2015 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 / 無効電力 / 発振器の結合系 / 位相反転波動 / 位相波 / 複雑な波動現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発振器を梯子状や格子状に結合した系の上で見られる、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などの波動現象について観測、解析を行ってきた。しかし、従来の解析手法では、これらの特殊な同期現象の解析に対しては問題点も多く、新しい解析手法が望まれていると言える。そのため、我々は瞬時電力などの電力を用いた新しい解析手法を開発しつつあり、実際に新しい手法の一部を解析に適用しつつある。
本年度の研究では、梯子状に結合された系、環状に結合された系、二次元格子状に結合された系、及び４本の梯子を十字に結合した星型の系において、位相反転波動を中心とした様々な波動現象の調査を、従来の解析手法と新しい解析手法を用いて解析を進めた。
梯子状、二次元格子状における同相同期を基本とした波動現象において、特に位相反転波動が存在している時の瞬時電力の変動の形について確認を行い、瞬時電力を用いて位相反転波動を判別する手法の開発を進めた。
また、環状の系においては、位相反転波動や位相波と、複雑な残り続ける波動現象についての新しい手法を適用しつつ調査・解析を進め、観測された複雑な波動現象に２種類あることなどを明らかにしつつある。位相反転波動の調査については、実回路実験なども行った。
さらに、環状の系を基本として電力を用いた理論周波数の導出手法についての開発も進め、環状においてみられる同相同期、逆相同期、交互逆相同期における理論周波数を導出し、回路パラメータとの関連についても調査を行い、位相反転波動の解析に概ねこれらの理論周波数が適用できることを明らかにしつつある。
また、星型の系において２本の位相反転波が一定の時間をあけて伝搬する現象について解析を進め、中央の発振器が特殊な振る舞いをすることを明らかにし、新しい解析手法を用いて導出した理論周波数を利用して特殊な振る舞いのメカニズムを明らかにした。
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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
梯子状と二次元格子状における同相同期を基本とした波動現象において、位相反転波動が存在している時の瞬時電力の変動の形について確認を行い、瞬時電力を用いた位相反転波動を判別する手法の開発を進めつつある。
環状の系においては、位相反転波動や位相波と、複雑な残り続ける波動現象についての調査解析を進めつつある。特に、新しく発見したと思われる観察された複雑な残り続ける波動現象には、２種類あることが従来の手法と新しい手法を用いることにより明らかとなりつつあり、更なる解析も進みつつある。また、新しい電力を用いた理論周波数の導出手法の開発も進め、環状においてみられる同相同期、逆相同期、交互逆相同期における理論周波数の導出を行い、回路パラメータの変化に伴うシミュレーション結果との誤差についても調査、解析を行いつつある。
星型の系においては、２本の位相反転波が一定の時間を開けて伝搬する場合にみられる中央の発振器の特殊な振る舞いについても、新しい周波数の導出手法を用いて理論周波数を導出し、メカニズムを明らかにした。
しかし、新しい解析手法を用いても、環状の系における複雑な波動現象については詳細が十分に明らかに出来ておらず、星型の系においては、４本の梯子を用いた系にしか適用が出来ていない。すなわち、新しい瞬時電力を用いた解析手法の開発と実証も十分に進んでいるとは言えない。また、新しい理論周波数の導出手法においても、環状の系における同相同期、逆相同期、交互逆相同期の周波数の導出を行ったに過ぎず、二次元格子状の系においては、一部の同期状態における理論周波数しか導出できていない。さらに、三次元の系においても発振器の数を大きくした場合のシミュレーションを行っているが、良い結果は得られていない。
よって、新しい解析手法の開発を目的としている本研究としては、研究は「おおむね順調に進展している」としか言えない。
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| Strategy for Future Research Activity |
おおむね順調に研究が進んでいるが、さらなる現象の発見などもあり、未だ新しい手法の適用が十分に進んでいるとは言えず、開発・実証が十分であるとは言えない。特に、環状の系において観測できる複雑な波動現象の調査への適用や、位相反転波動のメカニズムの解析を行う際にも必要と言える各種同期状態の理論周波数の導出手法など、解析・開発が始まったばかりとも言える分野もある。また、星型の系においては、４つの梯子を結合した系以外には適用・実証が済んでない。しかし、最終年度でもあるため、平成２８年度は以下の内容を中心に研究を進める予定である。
１．環状の系において観測されつつある複雑な波動現象について、新しい電力を用いた解析手法を適用し解析を進め、これらの現象に対しても適用できることの確認を行う。また、実回路実験などでも観測できるか模索を行う。
２．環状、梯子状や格子状などの、様々な結合状態における、各同期状態での周波数の導出について、電力を用いた新しい導出手法を適用できるか引き続き調査を行う。さらに、位相反転波動のメカニズムを求める際にも必要となる、同期状態への引き込み力について、電力を用いた手法の模索を行う。
３．複数の梯子を結合することで構築する星型の系について、構成する梯子の数が４の場合にみられる様々な現象の調査を電力を用いた新しい手法を適用し、様々な同期現象に適用できるか確認を行う。さらに、梯子の数などを変化させた場合についても、電力を用いた新しい手法が適用できるか模索を行う。
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