データ駆動型モデリングによる大型膜面展開宇宙構造物の形状・ダイナミクス推定

• 研究課題/領域番号: 15K18285
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 山崎 政彦 日本大学, 理工学部, 助教 (40632302)
• 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: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: データ駆動型モデル / 膜面宇宙構造物 / ソーラーセイル / モデル低次元化 / 固有直交分解 / ゴッサマー構造 / 展開宇宙構造物 / 膜 / ゴサマーマルチボディダイナミクス / 形状推定 / ダイナミクス推定

研究成果の概要

計算コストの低い低次元の数学モデルを用いた数値解析データと信頼度は高いが時間・空間的に断片的な複数の軌道上情報を融合することで，これまで明瞭に説明できなかった軌道上での膜面展開宇宙構造物の形状・ダイナミクスを効率的かつ，詳細に推定する方法の構築を目指した．具体的には以下の3つの課題に取り組んだ， 課題(1)軌道上情報と数値解析の融合法の開発，課題(2)大型膜面展開宇宙構造物の軌道上運動モデルの低次元化および，その高速な並列解析コードの開発に取り組む．また，(1),(2)の成果を基に，課題(3)「予測可能な膜面宇宙構造物システム」の構築を支援する設計法の検討を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Similarity Rule of Deployment Behavior for Spin Deployment Membrane (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Tomohiro、Miyazaki Yasuyuki、Yamazaki Masahiko
  • 雑誌名: Proceedings of AIAA Spacecraft Structures Conference 巻: -
  • DOI: 10.2514/6.2018-1438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation Method of Missing Components for Spin Deployable Membrane Dynamics (2018)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kawazoe, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Digital Proceedings of AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference 巻: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.2514/6.2018-2159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Verification of the Similarity Rules for Spin Deployment Membrane in the ground experiment (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tatematsu, Tomohiro Suzuki, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Proceedings of 4th AIAA Spacecraft Structures Conference, AIAA SciTech Forum 巻: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.2514/6.2017-1114
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Data Driven Model for Efficient Prediction and Estimation of Spin Type Membrane Space Structure Dynamics (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Masahiko
  • 雑誌名: Proceedings of AIAA Spacecraft Structures Conference 巻: -
  • DOI: 10.2514/6.2017-1112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Membrane Deployment de-orbit System by convex tapes (2017)
  • 著者名/発表者名: Noboru Tada, Shota Inoue, Yasuyuki Miyazaki, Masahiko Yamazaki
  • 雑誌名: Proceedings of 4th AIAA Spacecraft Structures Conference, AIAA SciTech Forum 巻: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.2514/6.2017-0619
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Deployment Dynamics of Self-Deployable Truss Structure Consisting of Bi-convex booms (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Tamura, Shota Inoue, masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 雑誌名: Proceedings of 4th AIAA Spacecraft Structures Conference, AIAA SciTech Forum 巻: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.2514/6.2017-0175
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Empirical Data Driven Model for Sail Membrane Dynamics Estimation (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Yamazaki, K. Mita, Y. Miyazaki
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 巻: 14 号: ists30 ページ: Pc_65-Pc_71
  • DOI: 10.2322/tastj.14.Pc_65
  • NAID: 130005250060
  • ISSN: 1884-0485
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Similarity Rules for Spin Deployment Membrane (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Tatematsu, T. Suzuki, M. Yamazaki, Y. Miyazaki
  • 雑誌名: Proceedings of The 8th Asian Conference on Multibody Dynamics ACMD2016 巻: ACMD2016 ページ: 1-8
  • NAID: 130007150755
• [雑誌論文] 航空機パラボリックフライトによる宇宙展開構造物の微小重力環境実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎政彦，立松裕基，田村明寛，多田伸，山田諭，河原林大思，鈴木智大，宮崎康行，坂本 啓
  • 雑誌名: 第60回宇宙科学技術連合講演会講演集 巻: USB memory ページ: 1-5
• [雑誌論文] 微小重力環境下実験を用いた遠心力展開膜面の展開挙動相似則の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 立松裕基，鈴木智大，山崎政彦，宮崎康行
  • 雑誌名: 第60回宇宙科学技術連合講演会講演集 巻: USB memory ページ: 1-6
• [学会発表] Data Driven Model for Efficient Prediction and Estimation of Spin Type Membrane Space Structure Dynamics (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Yamazaki
  • 学会等名: Scitech2017, 4th AIAA Spacecraft Structures Conference
  • 発表場所: Grapevine, Texas（米国）
  • 年月日: 2017-01-09
  • 国際学会
• [学会発表] Verification of the Similarity Rules for Spin Deployment Membrane in the ground experiment (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Tatematsu, T. Suzuki, M. Yamazaki, Y. Miyazaki
  • 学会等名: Scitech2017, 4th AIAA Spacecraft Structures Conference
  • 発表場所: Grapevine, Texas（米国）
  • 年月日: 2017-01-09
  • 国際学会
• [学会発表] Membrane Deployment de-orbit System by convex tapes (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Tada, S. Inoue, Y. Miyazaki, M. Yamazaki
  • 学会等名: Scitech2017, 4th AIAA Spacecraft Structures Conference
  • 発表場所: Grapevine, Texas（米国）
  • 年月日: 2017-01-09
  • 国際学会
• [学会発表] Deployment Dynamics of Self-deployable Truss Structure Consisting of Bi-convex Booms (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Tamura, S. Inoue, D. Kawarabayashi, M. Yamazaki, Y. Miyazaki
  • 学会等名: Scitech2017, 4th AIAA Spacecraft Structures Conference
  • 発表場所: Grapevine, Texas（米国）
  • 年月日: 2017-01-09
  • 国際学会
• [学会発表] Data Driven Model Reduction for Spin-type Membrane Space Structure (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamazaki
  • 学会等名: The 31th International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Estimation Method of Missing Components for Spin Deployable Membrane Dynamics (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kawazoe, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: The 31th International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Similarity Rule of Deployment Behavior for Spin Deployment Membrane (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Suzuki, Yasuyuki Miyazaki, Masahiko Yamazaki
  • 学会等名: The 31th International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] 航空機パラボリックフライトによる宇宙展開構造物の微小重力環境実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎政彦，立松裕基，田村明寛，多田伸，山田諭，河原林大思，鈴木智大，宮崎康行，坂本 啓
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 函館アリーナ（北海道・函館）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 微小重力環境下実験を用いた遠心力展開膜面の展開挙動相似則の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 立松裕基，鈴木智大，山崎政彦，宮崎康行
  • 学会等名: 第60回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 函館アリーナ（北海道・函館）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] Similarity Rules for Spin Deployment Membrane (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Tatematsu, T. Suzuki, M. Yamazaki, Y. Miyazaki
  • 学会等名: The 8th Asian Conference on Multibody Dynamics ACMD2016
  • 発表場所: 金沢都ホテル（石川県・金沢）
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] Empirical Data Driven Model for Shape and Dynamics Estimation of Large Deployable Membrane Space Structure (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamazaki
  • 学会等名: SciTech 2016:Modeling and Simulation Technologies Conference
  • 発表場所: Manchester Grand Hyatt(San Diego, USA)
  • 年月日: 2016-01-04
  • 国際学会
• [学会発表] Empirical Data Driven Model for Sail Membrane Dynamics Estimation (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
  • 学会等名: International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Kobe Convention Center(兵庫県，神戸市)
  • 年月日: 2015-07-04
  • 国際学会
• [備考] 日本大学理工学部 宮崎・山崎研究室 山崎班研究室ホームページ
  • URL: http://forth.aero.cst.nihon-u.ac.jp/yamazaki/web_yamazaki/index.html
• [備考] データ駆動型モデリングによる大型膜面展開宇宙構造物の形状・ダイナミクス推定
  • URL: http://forth.aero.cst.nihon-u.ac.jp/research_data_driven_modeling.html