| 研究課題/領域番号 |
19K04271
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
高原 弘樹 東京工業大学, 工学院, 教授 (90226910)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 液面揺動 / 液面揺動の局所化 / 非線形液面揺動 / スロッシング / 多液面容器 / 非線形振動 / 揺動の局所化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
隔壁等で液面を分離することで多液面が生じる容器内で生じる液面揺動局所化のメカニズムの解明し，容器の大きさ，隔壁の位置，開口部の大きさ，液深等の条件が液面揺動の局所化の発生条件や，局所化時の液面揺動の大きさに与える影響に着目する．多液面間の非線形連成による揺動現象のメカニズムや発生条件等の基本特性を解明するために，局所化を左右する液面揺動モードを調べ，この固有モードを用いて非線形運動方程式を導き，揺動特性を考察する．それを実験によって確認するとともに，液面間の揺動特性(隔壁の位置や厚さ(液面間の距離)，隔壁下の開口部の大きさが局所化現象の発生条件等)に与える影響を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
容器内の液体が大きく揺動することを抑制する方法として，容器に隔壁を挿入すると方法がある．直方体容器では，底まで届かない隔壁を用いて液面を分ける方法が使われるばあいがあり，この手法によって，隔壁に垂直な方向の加振による液面揺動が抑制できることが知られている．その一方で，隔壁に平行な方向の加振によって特定の液面に揺動が集中してしまう現象が確認されており，この現象は揺動の局所化と呼ばれている．揺動の局所化によって液面の振幅が局所化しないときより大きくなる場合もあることが報告されているが，この現象について，ほどんど分かっていない．そこで本研究では揺動の局所化現象の基本的な特性に着目して研究を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
液体を収めた容器は多方面に利用され，地震の多い我が国では，地震動を受けた場合でも容器の安全性の確保は，重要な課題である．液面振動を抑えるために，容器内に隔壁を設置する方法がよく用いられおり，その効果も実証されている．しかし，隔壁を設置することにより液面で分離された容器では，特定の励振条件で，隔壁を挿入したことにより，特定の液面に揺動が集中する揺動の局所化現象が生じ，局所化しない場合より液面揺動が大きくなる場合があることが確認されており，隔壁挿入によって危険性が増す可能性もあるが，その現象についてはまったく分かってあらず，その特性を把握することは液体貯槽の安全性の向上に寄与するものである．
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