| 研究課題/領域番号 |
21K03940
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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 | 大阪電気通信大学 |
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研究代表者 |
阿南 景子 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (30346077)
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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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021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 | 機械力学 / 流体関連振動 / 自励振動 / 安全対策 / 振動特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界中のダムで利用されているテンタゲート式水門は、構造的な二つの固有振動により、本質的に動的不安定性を持つ可能性がある。これらのゲートに対し具体的な安全対策法を確立しておくことが、今後起こる可能性のある水門崩壊事故を未然に防ぐために是非必要である。そこで、ゲート巻上装置の途中に取り付けることのできる特殊なばね装置を設計・製作し、ゲートを効果的に安定化しようとしている。モデル実験で有用性を検証し、実用ゲート用の大型特殊ばね装置の設計、解析を進め、実地検証の準備を推進する。ゲートを柔らかく支持することで動的に安定なゲートの実現を目指した研究である。
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| 研究成果の概要 |
テンタゲートの巻上げワイヤー本来の機能を持たせたまま、ゲートの動的安定性を確保する方法について研究を行った。テンタゲート三次元大型モデルを用い、スキンプレート流水方向曲げ固有振動数がトラニオンピンまわり剛体固有振動数よりも低い状態に設定した。さらばねを用いた特殊ばね装置を用いることで、トラニオンピンまわり剛体固有振動数が低下し、振動数比は1に近づくことになる。それによって、さらに大きな動的不安定領域下に陥ることになるが、さらばねの圧縮によりゲートの初期開度が大きくなるため、十分な開度を確保できれば動的不安定の発生を防ぐことが可能となる結果が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本質的に動的に不安定な特性を持つテンタゲートに対し、ゲート本体の大幅な補強を伴わずに動的安定性を確保する手法について検討した。巻き上げワイヤーを柔らかくするという逆転の発想により、動的安定を保つ手法について検討した。
テンタゲートのような大型水門装置の動力学特性およびその安全対策に関する研究はほとんど行われておらず、研究成果をさらに検証し信頼性を高めることで、大型水門装置の長期的な安全性確保に大きく役立つものと考えられる。
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