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陰的ラグランジュ法に基づく複雑なマルチボディシステムの解析設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23560269
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関早稲田大学

研究代表者

吉村 浩明  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40247234)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード陰的なラグランジュ系 / ディラック構造 / シンプレクティック構造 / マルチボディシステム / ネットワーク構造 / ラグランジュ・ダランベール原理 / ハミルトン・ポントリヤーギン原理 / スパースタブロー法 / シンプレティック構造 / 国際研究者交流
研究概要

本研究の目的は,非ホロノミック拘束やディラック拘束を許容する新たな力学形式である陰的なラグランジュ法を用いて,宇宙機,天体力学,ロボット,電気回路などの複雑なマルチボディシステムの解析設計手法を確立することである.そのために,本研究では
(1) 部分システムへの分解と接続によるシステムの構造化,(2) モジュール化された陰的ラグランジュ系のダイナミクスの定式化,(3) 離散化されたラグランジュ・ダランベール原理による変分的積分法の開発について検討を行った.さらに,非線形LC回路,ロボット,非ホロノミック系,さらに宇宙機を含む天体力学への応用について検討し,本解析設計手法の妥当性を示した.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (37件) (うち招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tensor Products of Dirac Structures and Interconnection in Lagrangian Mechanics2014

    • 著者名/発表者名
      Henry Jacobs and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Journal of Geometric Mechanics

      巻: Vol.6, No.1 ページ: 67-98

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Invariant Manifolds and Lagrangian Coherent Structures in the Planar Circular Restricted Three-Body Problem2014

    • 著者名/発表者名
      Kaori Onozaki and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Proceeding of NCTAM,Theoretical and Applied Mechanics Japan

      巻: vol.62 ページ: 119-128

    • NAID

      130004463857

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 平面楕円制限3体問題における月への輸送軌道の設計2014

    • 著者名/発表者名
      小野崎香織,吉村浩明
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: Vol.27,No.4 ページ: 160-165

    • NAID

      130004565054

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dirac Reduction of binary asteroid systems with symmetry and stability of relative equilibria2013

    • 著者名/発表者名
      Kaori Onozaki and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Theoretical & Applied Mechanics Letters

      巻: 3 ページ: 130111-130118

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A graph-theoretic approach to sparse matrix inversion for implicit differential algebraic equations2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Mech. Sci.

      巻: 4 ページ: 243-250

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lunar Capture Trajectories in the Four-Body Problem2013

    • 著者名/発表者名
      Kaori Onozaki and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Proc. Of AIAA SPACE 2013 Conference and Exposition

      巻: (Chapter) ページ: 1-6

    • DOI

      10.2514/6.2013-5425

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Hamilton-Pontryagin Principle and Multi-Dirac Structures for Classical Field Theories2012

    • 著者名/発表者名
      Joris Vankerschaver, Hiroaki Yoshimura and Melvin Leok
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 53 ページ: 72903-72903

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ディラック構造のテンソル積と力学への応用2012

    • 著者名/発表者名
      吉村浩明
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 第1774巻 ページ: 21-34

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tensor Products of Dirac Structures and Interconnection of Implicit Lagrangian Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura and Henry Jacobs
    • 雑誌名

      Proc. of 20th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems

      巻: MTNS2012_0288 ページ: 8-8

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dirac Reduction of Binary Asteroid Systems with Symmetry and Stability of Relative Equilibria2012

    • 著者名/発表者名
      Kaori Onozaki and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      The 6th Asian Conference on Multibody Dynamics

      巻: Vol.6, No.12300 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Geometry of Multi-Dirac Structures and Gerstenhaber Algebras2011

    • 著者名/発表者名
      Joris Vankerschaver, Hiroaki Yoshimura and Melvin Leok
    • 雑誌名

      Journal of Geometry and Physics

      巻: 61 ページ: 1415-1425

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Phenomena in Rayleigh-Plesset Equation for Single Bubble Dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      Shohei Shikada and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Sixth International Conference on Fluid Mechanics, American Institute of Physics Conf.

      巻: 1376 ページ: 552-554

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hamilton-Pontryagin Principle for Incompressible Ideal Fluids2011

    • 著者名/発表者名
      Francois Gay-Balmaz and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Sixth International Conference on Fluid Mechanics American Institute of Physics Conf.

      巻: 1376 ページ: 645-647

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interconnection and Composition of Dirac Structures for Lagrange-Dirac Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Henry Jacobs and Hiroaki Yoshimura
    • 雑誌名

      Proc. 50th IEEE Conference on Decision and Control

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensor Products of Dirac Structures and Interconnection of Implicit Lagrangian Systems

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura and Henry Jacobs
    • 雑誌名

      Proc. of 20^<th> International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems 2012

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Discrete Lagrangian Systems and Variational Integrators for Interconnected Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      Geometry and Physics XII -- Geometric Mechanics
    • 発表場所
      Sanya in China
    • 年月日
      2014-03-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 制限3体問題に基づく宇宙機のミッションと月への輸送軌道の設計2013

    • 著者名/発表者名
      小野崎香織,吉村浩明
    • 学会等名
      力学系理論の応用に関する研究会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] The Hamilton-Pontryagin Principle and Lie-Dirac Reduction with Advective Parameters2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura and Francois Gay-Balmaz
    • 学会等名
      SIAM Conference on Dynamical Systems
    • 発表場所
      Snowbird
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Lunar Capture Trajectories in the Coupled Restricted Three-Body Problem2013

    • 著者名/発表者名
      Kaori Onozaki and Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Symposium on Celestial Mechanics and N-Body Dynamics
    • 発表場所
      Taiwan National Tsing Hua University
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Variational Integrators and Discrete Lagrangian Mechanics for Interconnected Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura and Satoshi Hanawa
    • 学会等名
      Scientific Computation and Differential Equations
    • 発表場所
      Valladolid
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 制限三体問題におけるFTLEと不変多様体の解析2013

    • 著者名/発表者名
      小野崎香織,堀恭暢,吉村浩明
    • 学会等名
      第62回理論応用力学講演会講演論文集
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 楕円制限三体問題における月への輸送軌道の設計2013

    • 著者名/発表者名
      小野崎香織,吉村浩明
    • 学会等名
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集
    • 発表場所
      兵庫県民会館
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 倒立二輪移動ロボットの非ホロノミック軌道制御2013

    • 著者名/発表者名
      藤掛俊多,山田修平,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会第22回交通物流部門講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] The Hamilton-Pontryagin Principle and Lie-Dirac Reduction with Advective Parameters2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura and Francois Gay-Balmaz
    • 学会等名
      SIAM Conference on Dynamical Systems
    • 発表場所
      Snowbird, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Variational Integrators and Discrete Lagrangian Mechanics for Interconnected Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura and Satoshi Hanawa
    • 学会等名
      Scientific Computation and Differential Equations
    • 発表場所
      Valladolid
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 楕円制限三体問題における月への輸送軌道の設計2013

    • 著者名/発表者名
      小野崎 香織, 吉村 浩明
    • 学会等名
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      兵庫県民会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 倒立二輪移動ロボットの非ホロノミック軌道制御2013

    • 著者名/発表者名
      藤掛俊多,山田修平,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会第22回交通物流部門講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dirac Structures in Vakonomic Mechanics2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      IRSES Meeting on Differential Geometry and Mechanics
    • 発表場所
      Ghent University
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 陰的なラグランジュ系による拘束力学系の定式化とDAEの数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      吉村浩明
    • 学会等名
      計測自動制御学会,2012年度第2回プラントモデリング部会研究会
    • 発表場所
      サイバネットシステム本社,東京
    • 年月日
      2012-12-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Dirac Structures, Variational Principles and Reduction in Mechanics, Conference on Geometry2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      Symmetry, Dynamics, and Control : The Legacy of Jerry Marsden, Fields Institute
    • 発表場所
      University of Toronto
    • 年月日
      2012-07-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Lie-Dirac Reduction and Applications to Mechanics2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      Seminar of Poisson Geometry
    • 発表場所
      Keio University
    • 年月日
      2012-03-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Dirac Structures in Vakonomic Mechanics2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      IRES Meeting on Differential Geometry and Mechanics
    • 発表場所
      Ghent University
    • 年月日
      2012-01-16
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 陰的なラグランジュ系による柔軟多体系のダイナミクスの定式化2012

    • 著者名/発表者名
      長谷龍一,田川悟,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会,機械力学・計測制御部門Dynamics and Design Conference 2012講演論文集
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 剛体で構成された小惑星ペアの相対平衡と安定性2012

    • 著者名/発表者名
      小野崎香織,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ホロノミック拘束を受けるラグランジュ系の幾何学的安定化法2012

    • 著者名/発表者名
      塙智史,吉村浩明
    • 学会等名
      第55回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Tensor Products of Dirac Structures and Interconnection of Implicit Lagrangian Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura and Henry Jacobs
    • 学会等名
      20th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • 発表場所
      University of Melbourne
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dirac Structures, Variational Principles and Reduction in Mechanics –Toward Understanding Interconnection Structures in Physical Systems- Conference on Geometry2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      Conference on Geometry, Symmetry, Dynamics, and Control: The Legacy of Jerry Marsden
    • 発表場所
      Fields Institute, University of Toronto
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dirac Reduction of Binary Asteroid Systems with Symmetry and Stability of Relative Equilibria2012

    • 著者名/発表者名
      Kaori Onozaki and Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      The 6th Asian Conference on Multibody Dynamics
    • 発表場所
      Shanghai, Jiotong University, China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 制限三体問題におけるFTLEによる不変多様体の解析, 第 62 回理論応用力学講演会2012

    • 著者名/発表者名
      小野崎香織,堀 恭暢, 吉村浩明
    • 学会等名
      第 62 回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 剛体で構成された小惑星ペアの相対平衡と安定性2012

    • 著者名/発表者名
      小野崎香織,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] レイリー・ベナール対流とラグランジュ・コヒーレント構造2012

    • 著者名/発表者名
      菅原拓也,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会 2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] レイリー・ベナール対流に現れるラグランジュ・コヒーレント構造とカオス2012

    • 著者名/発表者名
      菅原拓也,吉村浩明
    • 学会等名
      日本流体力学会 2012年度年次大会
    • 発表場所
      高知大学 朝倉キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 陰的なラグランジュ系による柔軟多体系のダイナミクスの定式化2012

    • 著者名/発表者名
      長谷龍一,田川悟,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会,機械力学・計測制御部門 Dynamics and Design Conference 2012
    • 発表場所
      慶應大学 日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ホロノミック拘束を受けるラグランジュ系の幾何学的安定化法2012

    • 著者名/発表者名
      塙 智史,吉村 浩明
    • 学会等名
      第55回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学 吉田キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 非圧縮性流体の変分原理を用いた定式化と粒子法による流体解析2012

    • 著者名/発表者名
      宮本卓哉, 吉村浩明
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2012年度年会
    • 発表場所
      稚内,全日空ホテル
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Lie-Dirac Reduction and Applications to Mechanics2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      Seminar of Poisson Geometry(招待講演)
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] レイリー・プレセット方程式による単一気泡の非線形挙動と分岐2011

    • 著者名/発表者名
      吉村浩明,鹿田翔平,仲原慎一郎
    • 学会等名
      日本機械学会第3 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法による単一気泡の生成と崩壊挙動の解析2011

    • 著者名/発表者名
      鷲頭亮介,吉村浩明
    • 学会等名
      日本機械学会第3 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] ディラック構造の相互接続とその応用2011

    • 著者名/発表者名
      吉村浩明
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「幾何学的力学系の新展開」
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Interconnection, Dirac Structures and Dirac Systems in Mechanics2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      The Oberwolfach Workshop Applied Dynamics and Geometric Mechanics(招待講演)
    • 発表場所
      Oberwolfach
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Lie-Dirac Reduction and Applications to Mechanics

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yoshimura
    • 学会等名
      Seminar of Poisson Geometry
    • 発表場所
      Keio University, Yagami Campus
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 陰的なラグランジュ系による拘束力学系の定式化とDAEの数値解析

    • 著者名/発表者名
      吉村浩明
    • 学会等名
      計測自動制御学会,2012年度 第2回プラントモデリング部会研究会
    • 発表場所
      サイバネットシステム本社
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www.yoshimura.mech.waseda.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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