| 研究課題/領域番号 |
20H02301
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
小檜山 雅之 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10333577)
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| 研究分担者 |
西 宏章 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00365470)
高橋 正樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10398638)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 制震 / 協調制御 / 事業継続 / レジリエンス / 設備 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
建物と設備の振動制御により、機能維持だけでなく復旧時間の短縮までを考慮することで、総合的なレジリエンス性能を向上できるか明らかにする。具体的には以下の４項目を解明する。
①復旧時間を短縮する振動制御のためのセンサー・アクチュエーターの設置位置
②制御系設計に適した損傷‐復旧モデル
③復旧時間を短縮する制御系設計法とその有効性
④機能維持性と早期修復性の双方を考慮した建物・設備の協調制御手法とその有効性
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| 研究実績の概要 |
2022年度は以下の２つの研究を行った。一つは、高置水槽をスロッシングダンパーとして活用し、レジリエンス性能を高める方法について検討を行った。具体的には建物と高置水槽が連成したシステムについて、流体解析を実施する方法を有限要素解析ソフトウェアAnsysを用いて検討した。
もう一つは、サーバの地震応答を予測し、閾値超過確率に基づきサーバを待機系に移行することでダウンタイムを短縮する手法の検討を行った。建物内のサーバに関しては大容量データ用に今でもHDDが使われおり、振動により障害が起こりうる。そこで、サーバのデータを守る目的で、仮想マシン（VM）やコンテナ型仮想化（Docker）を他のマシンへ移すマイグレーションを行うウォームスタンバイ手法を検討した。サーバ頂部の絶対加速度応答の安全限界超過確率を連続的に求め、サーバの応答が一定時間内に安全限界を超過する確率を算出する。そして、求まった確率が一定の確率閾値を超過した際に、ウォームスタンバイを実行し、サーバのサービスを現用系から待機系に移行する。構築した提案手法は数値解析と振動台実験により有効性を検証した。数値解析による検証では、振幅を調整した告示波を入力地震動として損失コストを求めた。その結果、提案手法はサーバの故障後にサービスを待機系に移行する既存手法と比較して損失コストを2%削減することができた。一方、振動台実験においては、振幅を調整した告示波が入力地震動のとき、提案手法は既存手法と比較してダウンタイムを60%削減することができたが、観測波が入力地震動のときは提案手法のほうがダウンタイムが4%長くなった。断層近傍のパルス性地震動など、多様な地震動入力に対してロバスト性を高めるため、入力地震動モデルなどを見直して提案手法を改良することが今後の課題である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
コロナ禍の影響で昨年度は振動台実験が行えなかったが、今年度は実施でき、おおむね順調に進展していると認識している。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き数値解析と振動台実験の両方を推進し、当初の目的である建物と設備の両方の機能維持性、早期修復性を高めるレジリエント振動制御法を確立を目指す。
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