| 研究課題/領域番号 |
21K03938
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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 | 埼玉工業大学 |
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研究代表者 |
趙 希禄 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (30610307)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021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 | 多安定振動システム / 確率共振 / 振動発電技術 / 振動発電 / 機械系確率共振 / 再生可能エネルギー / 双安定運動システム / 連続型確率共振 / 多安定運動システム / ランダム振動 / 多安定振動モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
双安定振動モデルによる確率共振の研究では、振動体は限られた振動区域において往復振動しかできない。また振動体は振動区域の両端に到達した時にエネルギーロスが生じる問題が存在する。よって、本申請プロジェクトは、振動体が楕円レールに沿って回転振動できる多安定振動モデルを提案し、振動区域の限界をなくして、確率共振が生じる時に複数のポテンシャルエネルギーバリアピークを飛び越える連続型確率共振が生じることによって、今までにない大幅な増幅効果が得られ、振動発電の効率向上に大きく寄与できる。本研究はこれらの基盤技術の開発を目指すものである。
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| 研究成果の概要 |
自然界に存在するランダムな振動源を再生可能エネルギーとして有効に開発し利用するために、従来のtwo-well potentialベースの双安定振動システムを基本とした確率共振に関する研究開発を行い、初めてmulti-well potentialベースの多安定振動システムに発展できた。提案した多安定振動システムによる連続型確率共振の増幅範囲に対する制限はなく、振動時間が経過すると共に振動範囲も徐々に広げて行く新しい増幅特性を得ることが検証できた。さらに、連続型確率共振の発生条件をはじめ、multi-well potentialベースの解析理論を新たに確立することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新たに提案する回転型多安定振動モデルのmulti-well potential特性を検討して、大スケール振動発電の効率向上を実現するために、連続型確率共振現象の発生条件などの基礎的な理論問題を明らかになった。本研究の提案した多安定振動システムは、振動区域の限界をなくして、確率共振が生じる時に複数のポテンシャルエネルギーバリアピークを飛び越える連続型確率共振が生じることによって、今までにない大幅な増幅効果が得られ、ランダム振動環境に適用する振動発電システムの効率向上に大きく寄与できる。
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