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光ファイバセンサを用いた風車ブレードの分布荷重同定手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H04209
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関東京大学

研究代表者

村山 英晶  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (10361502)

研究分担者 井川 寛隆  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (10358690)
連携研究者 影山 和郎  東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (50214276)
研究協力者 和田 大地  
朱 夢実  
玉置 哲大  
松本 龍太郎  
藤森 文也  
西岡 陽  
荻野 豪治  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード荷重同定 / 変形同定 / 光ファイバセンサ / 分布計測 / FBG / 逆解析 / 構造ヘルスモニタリング / ひずみ / 材料・構造力学 / 風車ブレード / 独立ピッチ制御 / OFDR
研究成果の概要

本研究では、1 mm以下の空間分解能で光ファイバに沿って連続的にひずみを高速に計測できるシステムの開発に成功し、その評価方法を構築した。このシステムで計測されたひずみ情報をもとに逆解析手法を用いて、風車ブレードを模擬した翼または平板構造に作用する荷重と変形を精度よく同定することに成功した。この成果は、大型化風車の過大荷重・有害変形を抑制する制御機構に組み込むことが期待され、より安全かつ信頼性の高い運用に寄与する。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Self-Evaluation of PANDA-FBG Based Sensing System for Dynamic Distributed Strain and Temperature Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Mengshi Zhu, Hideaki Murayama and Daichi Wada
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17 号: 10 ページ: 2319-2319

    • DOI

      10.3390/s17102319

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分布型光ファイバセンサによる平板のひずみ分布計測2017

    • 著者名/発表者名
      荻野豪治、村山英晶、藤森文也、影山和郎、和田大地、井川寛隆
    • 学会等名
      平成29年 日本船舶海洋工学会 春季講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光ファイバセンサを用いたDCB試験片のひずみ分布計測2017

    • 著者名/発表者名
      西岡陽、村山英晶、水口周、吉村彰記、和田大地
    • 学会等名
      第42回複合材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Load and Deformation Identifications of a Wing Structure by Using Distributed Fiber-Optic Sensors2017

    • 著者名/発表者名
      HIDEAKI MURAYAMA, RYUTARO MATSUMOTO, KAZURO KAGEYAMA, DAICHI WADA and HIROTAKA IGAWA
    • 学会等名
      Structural Health Monitoring 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strain Field Identification of an Aluminum Plate by Using Distributed Fiber-Optic Sensors2017

    • 著者名/発表者名
      HIDEHARU OGINO, HIDEAKI MURAYAMA, FUMIYA FUJIMORI, KAZURO KAGEYAMA, DAICHI WADA and HIROTAKA IGAWA
    • 学会等名
      Structural Health Monitoring 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光ファイバセンサによるアルミニウム平板の ひずみと温度分布計測2017

    • 著者名/発表者名
      袁超林、村山 英晶、朱夢実、荻野豪治、影山和郎、和田大地
    • 学会等名
      日本機械学会 2017年度 年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Dependence of measurement accuracy on the birefringence of PANDA fiber Bragg gratings in distributed simultaneous strain and temperature sensing2017

    • 著者名/発表者名
      Mengshi Zhu, Hideaki Murayama, Daichi Wada, Kazuro Kageyama
    • 学会等名
      第59回光波センシング技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous measurement of dynamic strain and temperature distribution using high birefringence PANDA fiber Bragg grating2017

    • 著者名/発表者名
      Mengshi Zhu, Hideaki Murayama
    • 学会等名
      25th International Conference on Optical Fiber Sensors
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of the performance in dynamic strain measurements of distributed fiber optic sensors2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Murayama, Kazuro Kageyama, Tsuyoshi Matsuo, Tetsuo Tamaoki, Fumiya Fujimori, Katsuya Shiotsubo, Daichi Wada, Hirotaka Igawa
    • 学会等名
      8th European Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Bilobao, Spain
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 繰り返し荷重下でのFBGを用いた動的ひずみ分布計測の精度と確度の検証2016

    • 著者名/発表者名
      藤森文也,玉置哲大,村山英晶,影山和郎,松尾剛,和田大地,井川寛隆
    • 学会等名
      第57回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京理科大学 神楽坂校舎 森戸記念館(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高空間分解能分布型光ファイバひずみセンサを用いた曲げ変形計測2015

    • 著者名/発表者名
      松本龍太郎、村山英晶、和田大地、井川寛隆、影山和郎
    • 学会等名
      第8回 構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議(東京都港区六本木7-22-34)
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高空間分解能分布型光ファイバひずみセンサを用いたGFRPはりの振動計測と損傷検知実験2015

    • 著者名/発表者名
      玉置哲大、村山英晶、和田大地、影山和郎
    • 学会等名
      第8回 構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議(東京都港区六本木7-22-34)
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] DYNAMIC DEFORMATION MONITORING OF GFRP BEAM USING OPTICAL FIBER DISTRIBUTED SENSING SYSTEM BASED ON OPTICAL FREQUENCY DOMAIN REFLECTOMETRY2015

    • 著者名/発表者名
      Daichi Wada, Hideaki Murayama, Tetsuo Tamaoki, Daichi Ogawa
    • 学会等名
      20th International Conference on Composite Materials
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2015-07-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural health monitoring based on strain distributions measured by fiber-optic distributed sensors2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Murayama
    • 学会等名
      The 20th OptoElectronics and Communications Conference
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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