| 研究課題/領域番号 |
20K14684
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
三上 勝大 近畿大学, 生物理工学部, 講師 (20722763)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | レーザー / 振動 / 計測 / 固有振動 / 弾性波 / 熱弾性波 / アブレーション / ダイナミクス / 加振 / 打音 / 検査 / コンクリート / 周波数解析 / レーザーアブレーション / センシング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
打音検査による検査原理をレーザー技術に置換することで、高速・遠隔・定量評価が可能なレーザー共鳴周波数解析の研究が進められている。この技術は、トンネルなどのコンクリートインフラ構造物の内部欠陥検査や、整形外科インプラントの設置強度診断など、土木や医療など複数の領域で実用化研究が推進されている。本研究では、高速かつ高精度、省エネルギー化によるレーザーRFAの高度化に向けた指針を得るため、質量を持たないレーザー光の被照射物質への照射から固有振動に至る、物理現象を追究する。
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| 研究成果の概要 |
レーザー照射時に生じる振動現象の時空間ダイナミクスを追究し、検証を行った。具体的な検証項目は、振り子などの物理的な加振とレーザーによる加振の違い、アブレーションを介さない光熱弾性波を用いた時の時空間ダイナミクス、そして、アブレーションを介したプラズマ発生を伴う際の時空間ダイナミクスの3点である。
物理的およびレーザーによる加振の違いとして、高次振動発生が最も異なることを明らかにした。光熱弾性波による時空間ダイナミクスは、熱拡散方程式で説明可能な線形現象であることを見出した。アブレーションを介した場合は、変位計測ではなく速度計測により評価可能であることを明らかにするに至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザー光による物体の加振は、質量を持たない光子により運動エネルギーが発生するため単純なニュートン力学では説明できない。したがって、光の吸収過程から振動発生に至るまでに何らかの物理現象を介する。加えて、レーザー光による加振は物体の固有振動を計測する可聴音領域の周波数に着目する場合、その変位量は評価物体サイズに対して極めて小さいサブマイクロメートルオーダーであり、ナノ秒パルスを用いた計測に対して極めて長い数ミリ秒継続する振動を対象とするため、そのオーダーは桁違いである。本研究では、レーザー加振現象の時空間ダイナミクスを追究し、その間接的な加振機構、桁違いのオーダーの学術的問いへアプローチした。
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