2015 Fiscal Year Research-status Report
非線形連成振動系におけるエネルギー局在理論の実験的検証
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26400394
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
渡邉 陽介 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (30304033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 祐介 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10403172)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 非線形局在振動 / エネルギー局在 / 周期構造 / 離散系 / 非線形格子 / 実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近年、非線形性の強い離散周期系における普遍的な局在励起構造であると認識されるようになった『非線形局在モード（Intrinsic Localized Mode: ILM）』の、実験的検証および理論との比較に耐え得る精密な実験データの取得を目的としている。昨年度までに、よく知られた非線形格子の一つであるFermi-Pasta-Ulam-β型の特性を模した、「押し引き」に対して対称な応答をする非線形バネの作製と量産に成功している。またこれらのバネと振動子からなる連成振動子列および加振装置を自作し、この系におけるILMの励起の実証にも成功している。光学カメラを用いた計測システムの構築により、これら励起ILMの観察および基本的な実験データの取得が可能となった。励起ILMに関する更に進んだ実験をおこなうため、今年度は、１．新たな方式の連成振動子列の開発、２．これに伴って要求される新たな方式の非線形バネの開発、３．加振装置の改良、に取り組んだ：
１．空気浮上を利用した連成振動子列の開発をおこなった。振動子を乗せる中空の角柱レールの側面には多数の小孔が一列に一定間隔で開けられており、レールの一端に接続されたブロアにより角柱内部の空気圧が高められている。小孔から噴き出す空気によって各振動子は浮上し、レール上を摩擦なく滑らかに動くことができる。
２．新たに作製した連成振動子列では平衡状態においても張力がかけられている。このため新たな方式の非線形バネを開発する必要があった。バネの専門業者を訪問し、打合せとバネの試作、加工、測定を繰り返して、所望する「力－変位」応答をするバネの作製に成功した。１と２による新たな実験装置においてもILM（移動型）を観察することに成功した。得られた結果は年度末に開催された国内学会で報告した。
３．加振装置の改良、見直しについては現在も検討を進めており次年度の課題である。
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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
『研究実績の概要』で述べたとおり、空気浮上を用いた連成振動子列の作製と新たな非線形バネの開発を予定どおり達成することができたから。ILMの励起方法（加振装置等）については更なる見直しが必要であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
加振装置の作製を含め、ILM（移動型、定在型）の励起方法について検討する必要がある。また本年度はこれを基にILMどうしの相互作用について実験的研究を進めたいと考えている。相互作用はその条件やパターンの分類が複雑になることが予想されるので、数値計算による解析を並行しておこない、効率よく実験を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
実験装置部品の試作にかかった費用が予定より安く済んだため。
発表のために参加した国際学会の開催地が（当初予定していた欧米ではなく）アジアで、旅費が安く済んだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の実験装置改良に必要な物品購入費および旅費として使用予定。
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