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浮体のクローキングを実現するための海洋波メタマテリアルの開発と設計

研究課題

研究課題/領域番号 16K14511
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 船舶海洋工学
研究機関大阪大学

研究代表者

柏木 正  大阪大学, 工学研究科, 教授 (00161026)

連携研究者 箕浦 宗彦  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30294044)
研究協力者 飯田 隆人  大阪大学, 大学院工学研究科, 大学院学生
三木 真理子  大阪大学, 大学院工学研究科, 大学院学生
浅海 太雅  大阪大学, 大学院工学研究科, 大学院学生
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードクローキング / 波浪制御 / メタマテリアル / 波浪エネルギー / 波漂流力 / 弾性膜 / 水深テンソル / 負の屈折率 / 複数浮体 / クローキングレンズ / 海洋波メタマテリアル / 水槽実験
研究成果の概要

水波中での浮体のクローキングを実現する方法として,まず浮体周りに複数の小円柱や弾性膜を同心円状に置き,波の多重反射によって散乱波を小円柱群あるいは弾性膜の内側に閉じ込める方法について各種の研究成果を得た。次に,浅水波近似の下で,空間形状の変形を与える座標変換を使うと,支配方程式や境界条件が元の式と同じになる水深テンソルを求めることができ,それを実現するための均質化法を使って数値計算上クローキングの達成が可能であることを確かめた。さらに,波長より小さい角柱群から構成される特殊な十字水路網を用いると,波が通常とは逆方向に屈折する負の屈折率が実現できることやバックワード波が発生することも確認した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A quasi-cloaking phenomenon to reduce the wave drift force on anarray of adjacent floating bodies2018

    • 著者名/発表者名
      Zhigang Zhang, Guanghua He, Masashi Kashiwagi and Zhengke Wang
    • 雑誌名

      Applied Ocean Research

      巻: Vol.71 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.apor.2017.11.011

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydroelastic Analysis of an Annular Flexible Floating Plate2018

    • 著者名/発表者名
      Eva Loukogeorgaki and Masashi Kashiwagi
    • 雑誌名

      Proc. of 28th International Ocean and Polar Engineering Conference

      巻: to appear

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of Small Water Channel Network for Shallow Water Cloaking2017

    • 著者名/発表者名
      Takahito Iida and Masashi Kashiwagi
    • 雑誌名

      Proc. of 32nd International Workshop on Water Waves and Floating Bodies

      巻: Vol.32 ページ: 89-92

    • 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
  • [雑誌論文] Hydrodynamic Interactions of Multiple Bodies with Water Waves2017

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kashiwagi
    • 雑誌名

      International Journal of Offshore and Polar Engineering

      巻: Vol.27, No.2 号: 2 ページ: 113-122

    • DOI

      10.17736/ijope.2017.jc710

    • 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
  • [雑誌論文] Water Wave Focusing Using Coordinate Transformation2017

    • 著者名/発表者名
      Takahito Iida and Masashi Kashiwagi
    • 雑誌名

      Journal of Energy and Power Engineering

      巻: Vol.11, No.10 号: 10 ページ: 631-636

    • DOI

      10.17265/1934-8975/2017.10.002

    • 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
  • [雑誌論文] Shallow Water Cloaking with Anisotropic Fluid2016

    • 著者名/発表者名
      Takahito Iida and Masashi Kashiwagi
    • 雑誌名

      Proc. of 31st International Workshop on Water Waves and Floating Bodies (Michigan, USA)

      巻: Vol. 1 ページ: 65-68

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Motions of Surrounding Multiple Cylinders to Cloak a Central Body Oscillating in Regular Waves2016

    • 著者名/発表者名
      Mariko Miki, Takahito Iida, Masashi Kashiwagi and Taiga Asaumi
    • 雑誌名

      Proc. of 26th International Offshore and Polar Engineering Conference (Rhodes, Greece)

      巻: Vol. 3 ページ: 62-67

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Backward Waves through Array of Rectangular Columns2018

    • 著者名/発表者名
      Takahito Iida
    • 学会等名
      33rd International Workshop on Water Waves and Floating Bodies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 座標変換に基づく集波に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      飯田隆人
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会春季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 波浪中で自由動揺する円柱のクローキングと波エネルギーの吸収について2017

    • 著者名/発表者名
      三木真理子
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会春季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Controlling wave rays with zero energy scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Takahito Iida
    • 学会等名
      3rd Program of International Platform on Ocean Energy for Young Researcher 2017
    • 発表場所
      佐賀大学海洋エネルギーセンター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cloaking of Ocean Waves with Anisotropic Fluid2016

    • 著者名/発表者名
      Takahito Iida
    • 学会等名
      10th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics (Metamaterials 2016)
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of Motions of Surrounding Multiple Cylinders to Cloak a Central Body Oscillating in Regular Waves2016

    • 著者名/発表者名
      Mariko Miki
    • 学会等名
      26th International Offshore and Polar Engineering Conference
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrodynamic Interactions of Multiple Bodies with Water Waves2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kashiwagi
    • 学会等名
      26th International Offshore and Polar Engineering Conference
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 座標変換に基づく波伝播の制御方法に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      飯田 隆人
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会平成28年春季講演会
    • 発表場所
      福岡・吉塚
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-07  

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