| 研究課題/領域番号 |
20K22378
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大塚 啓介 東北大学, 工学研究科, 助教 (20881189)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 柔軟展開構造物 / 流体構造連成 / 空力弾性 / 非線形有限要素法 / マルチボディダイナミクス / マルチフィジックス / 風洞実験 / 制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
通信・エネルギ・防災の需要増加に伴い，展開翼を有する衛星航空機や高出力大型風車，宇宙・炉心探査用ロボットアームの実用化が期待されている．全長数10mから数100 mに及ぶ細長形状であり，大変形が避けられないこれら次世代構造物を展開するには，実運用中でも計測可能な変形量と数値モデルを用いて，変形を許容内に収める制御が必要である．本研究では実運用中かつ大変形時でも計測が容易な歪を変数とする革新的モデリング法を構築する．構築したモデルによる制御性能を並列計算による高効率解析と東北大学・流体科学研究所における大型風洞実験を通して実証する．
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| 研究成果の概要 |
通信・エネルギ・防災の需要増加に伴い，展開翼を有する衛星航空機や高出力大型風車，宇宙・炉心探査用ロボットアームの実用化が期待されている．全長数10mから数100 mに及ぶ細長形状であり，大変形が避けられないこれら次世代構造物を展開するには，実運用中でも計測可能な変形量と数値モデルを用いて，変形を許容内に収める制御が必要である．本研究では実運用中かつ大変形時でも計測が容易な歪を変数とする革新的モデリング法を構築した．構築したモデルによる解析性能を東北大学・流体科学研究所における大型風洞実験を通して実証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「歪」を変数とするモデリング法をジョイントを有する展開構造に適用できるように拡張した点が本研究の特筆すべき学術的意義である．ジョイントは「ベクトル」変数で表現されることが一般的であり，これまで「歪」では表現できなかったからである．多様な細長展開構造物の大変形解析・大変形制御を一気通貫して実施でき，航空機・浮体式洋上風車・宇宙アームなど次世代構造の実現に貢献できることが社会的意義である．
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