研究課題/領域番号 |
22H01420
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研究種目 |
基盤研究(B)
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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研究機関 | 東京理科大学 |
研究代表者 |
後藤田 浩 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (00434712)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
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キーワード | 燃焼振動 / ネットワーク科学 / データマイニング / 機械学習 / 複雑ネットワーク / 同期 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究では,複雑系科学の基礎理論に機械学習とデータマイニングが立脚した先進的な数理解析手法によって,燃焼振動の時空ダイナミクスと非線形相互作用の解明,ならびに燃焼振動の新しい予兆検知法を提案することを目的としている.今年度は,スペクトルグラフ理論とクラスタリング法を考慮に入れた熱音響ネットワークのコミュニティー抽出による燃焼振動の時空ダイナミクスの解明に焦点を当てる.
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研究実績の概要 |
本年度では,十分に発達した燃焼振動を対象に,燃焼器内の圧力変動,速度変動と発熱率変動を計測し,以下の点が重要な研究成果として得られた.
(1)圧力変動と発熱率変動から構築した推移ネットワークの情報エントロピーは,両変動間の相互作用の程度を定量化する上で,重要な特徴量であることが明らかになった.(2)流速変動と発熱率変動から構築された空間ネットワークの強度分布と渦度場の比較を行うことで,せん断層領域での大規模な剥離渦による流速変動が発熱率変動の駆動に重要な役割を担うことが明らかになった.(3)音響エネルギー方程式の生成項と集団同期に基づいた熱音響ネットワークの強度とクラスター係数の時間変化の関係が明らかになった.(4)移動エントロピーに複雑ネットワークと同期理論の考え方を組み込んだspatial-network-based transfer entropy(SNTE)を提案し,SNTEは流速変動と発熱率変動の因果関係を明らかにすることが可能であることが示された.(5)位相空間内の軌道不安定性に基づく非線形予測法を導入することで,速度変動が発熱率変動に強く影響を与えることが示された.(6)Louvain法を用いて抽出された乱流ネットワークのコミュニティー構造にPZマップを適用することで,ネットワークのハブとコネクター位置の特定化,ならびに燃焼振動の駆動核の推定が可能であることが示された.
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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
燃焼振動の時空ダイナミクスの解明は順調に進んでおり,すでに次年度の研究内容の一部も実施した.その一方で,スペクトルグラフ理論とクラスタリング法を考慮に入れたコミュニティー抽出を検討していく必要がある.また,リミットサイクル振動への増幅過程におけるネットワークのノード中心性,媒介中心性と近接中心性も調べる必要がある.
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今後の研究の推進方策 |
現在までの進捗状況で記載したように,スペクトルグラフ理論とクラスタリング法を考慮に入れたコミュニティー抽出を行う必要がある.そして,今年度に得られた燃焼振動の駆動核の推定についてより詳細に検討を加える.また,リミットサイクル振動への増幅過程におけるネットワークのノード中心性,媒介中心性と近接中心性を調べていく.
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