| 研究概要 |
壁面に設けた狭いスリットからの流体噴き出しと吸込みにより,流路内の流体流れをアクティブに制御することで,すきま流れ励起振動を抑止する非接触制御手法を提案し,実験と理論および数値解析により制振特性を明らかにした.また,その制御手法を柔軟シートのフラッタに適用し,非接触でシートフラッタを抑止する手法を開発した.数値解析では,マルチボディダイナミクス解析手法を用いてシートを離散化した.そして,シートの運動と流路内の流体流れが連成した非線形流体・構造連成方程式を数値積分により計算して制振効果を調べた.さらに,制御則に学習型適応制御アルゴリズムを用いて,フラッタ抑止する実験を試みた.実験と数値計算により,以下の結果を得た.(1)提案する制御手法により柔軟シートのフラッタを効果的に抑止できる.(2)制御ゲインと位相シフトを調整することで,シートフラッタが発生する臨界流速を約3倍に増加できる.(3)プラッタを抑止できる最適な位相シフトが存在し,位相シフトは最も重要な制御パラメータの1つである.(4)制御ダインを増加させると制振効果は増加するが,上限値が存在する.(5)流路入口と出口付近に設けた2つのスリットからの流体噴き出しと吸込みを利用することで,より効果的にフラッタを抑止することができる.(6)適応制御を用いることで,制御パラメータを自動チューニングしてフラッタを抑止することができる.以上の成果は,振動工学,流体工学および制御工学の分野で,学術的・工学的に有益な知見を与え,るものである,また機械の高速化と高性能化において,機械技術発展に大きく貢献するものである.
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