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同調回転慣性質量トランスデューサーの開発とその検証実験

研究課題

研究課題/領域番号 17H04942
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 建築構造・材料
研究機関筑波大学

研究代表者

浅井 健彦  筑波大学, システム情報系, 准教授 (90775793)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2018年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード同調回転慣性質量トランスデューサー / 振動制御 / 制振 / エネルギーハーベスティング / 制振装置 / 同調回転慣性質量機構 / トランスデューサー / 構造制御 / 同調回転慣性質量効果
研究成果の概要

錘を回転させることで大きな慣性質量効果を発生させることが出来る回転慣性質量に同調バネを接続し、共振効果により振動エネルギーを効率的に電気エネルギーへと変換出来る同調回転慣性質量トランスデューサーを開発し、構造物に取り付けた場合の制振性能と発電効率の検証を数値解析シミュレーションと実験により行った。さらに、回転慣性質量を可変にすることで、より広い周波数域に対しても有効に作用する可変型同調回転慣性質量トランスデューサーの開発も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、外乱を受けて振動する構造物の振動エネルギーを吸収して、電気エネルギーへと高効率に変換することが出来る装置の開発を行った。本装置の応用先としては、例えば地震動を受けて振動する構造物の振動を抑制する制振装置や、海洋波により振動する浮体から発電を行う波力発電装置が挙げられる。このように、本研究により、防災だけでなく、エネルギーハーベスティング装置として新たな再生可能エネルギー源の創出にも貢献出来る成果を得ることが出来た。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Development and performance evaluation of an electromagnetic transducer with a tuned variable inerter2022

    • 著者名/発表者名
      Takino Minoru、Asai Takehiko
    • 雑誌名

      Journal of Vibration and Control

      巻: - 号: 9-10 ページ: 2035-2048

    • DOI

      10.1177/10775463221074078

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental characterization and performance improvement evaluation of an electromagnetic transducer utilizing a tuned inerter2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Keita、Watanabe Yuta、Asai Takehiko、Araki Yoshikazu、Ikago Kohju
    • 雑誌名

      Journal of Vibration and Control

      巻: 26 号: 1-2 ページ: 56-72

    • DOI

      10.1177/1077546319876396

    • NAID

      120007127854

    • 関連する報告書
      2018 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] Outrigger tuned inertial mass electromagnetic transducers for high-rise buildings subject to long period earthquakes2017

    • 著者名/発表者名
      Asai Takehiko、Watanabe Yuta
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 153 ページ: 404-410

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2017.10.040

    • NAID

      120007134568

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural control with tuned inertial mass electromagnetic transducers2017

    • 著者名/発表者名
      Asai Takehiko、Araki Yoshikazu、Ikago Kohju
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

      巻: 25 号: 2 ページ: e2059-e2059

    • DOI

      10.1002/stc.2059

    • NAID

      120007127853

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 同調回転慣性質量トランスデューサーを用いた自己発電型制振システムの実現可能性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      武富祐樹
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2021
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] モデル予測制御による同調回転慣性質量トランスデューサーの最適制御2021

    • 著者名/発表者名
      浅井健彦
    • 学会等名
      第 17 回「運動と振動の制御」シンポジウム (MoViC2021)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Experimental verification of a tuned inertial mass electromagnetic transducer2018

    • 著者名/発表者名
      Keita Sugiura
    • 学会等名
      SPIE Active and Passive Smart Structures and Integrated Systems XII
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アウトリガー同調慣性質量トランスデューサーの振動制御性能と発電効率2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺悠太
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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