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空力弾性の振幅増大不安定を逆手に取った革新的高出力スイッチング振動発電

研究課題

研究課題/領域番号 25630436
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 エネルギー学
研究機関東北大学

研究代表者

槙原 幹十朗  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60392817)

研究分担者 亀山 正樹  信州大学, 工学部, 准教授 (30302178)
竹澤 晃弘  広島大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10452608)
跡部 哲士  東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (40586468)
下瀬 滋  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任開発員 (80443282)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード自然エネルギ / フラッタ振動発電 / 空力弾性 / 環境対応 / 知能機械
研究成果の概要

翼フラッタから効果的に電気エネルギを取り出す環境発電(ハーベスティング)システムを研究した.片持ち板翼のダイナミクスを解析するため,準定常空気力学理論および有限要素法を用いた.スイッチング電気回路とピエゾパッチを使用することにより,超音速フラッタから効果的なハーベスティングを実現した.超音速フラッタにおいて,ピエゾパッチを用いたスイッチング手法の評価を行った.従来のハーベスティングシステムと比較して10倍以上の電気エネルギを発生させることを実証した.

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Self-Reliant Vibration-Powered Generator for Wireless Health Monitoring Based on a Tuned-Mass-Damper Mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      Makihara, K., Hirai, H., Yamamoto, Y., and Fukunaga, H.
    • 雑誌名

      International Journal of Smart Structures and Systems

      巻: 掲載確定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Novel Controller to Increase Harvested Energy from Negating Vibration-Suppression Effect2015

    • 著者名/発表者名
      Makihara, K., Yamamoto, Y., Yoshimizu, K., Horiguchi, C., Sakaguchi, H., and Fujimoto, K.
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures

      巻: 24 号: 3 ページ: 037005-037005

    • DOI

      10.1088/0964-1726/24/3/037005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of Wireless Health Monitoring System for Isolated Space Structures2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., and Makihara, K.
    • 雑誌名

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      巻: 12 号: 0 ページ: 55-60

    • DOI

      10.2322/tastj.12.55

    • NAID

      130004691497

    • ISSN
      1884-0485
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-Reliant Vibration-Powered Generator for Wireless Health Monitoring Based on a Tuned-Mass-Damper Mechanism2014

    • 著者名/発表者名
      Makihara, K., Hirai, H., Yamamoto, Y., and Fukunaga, H
    • 雑誌名

      International Journal of Smart Structures and Systems

      巻: (in press) 号: 2 ページ: 327-344

    • DOI

      10.1016/j.jsv.2013.09.017

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 過渡応答に対する完全セルフパワード・デジタル振動制御システムの特性2013

    • 著者名/発表者名
      Takezawa, A., Makihara, K., Kogiso, N., and Kitamura, M
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 79 号: 808 ページ: 5015-5018

    • DOI

      10.1299/kikaic.79.5015

    • NAID

      130003386552

    • ISSN
      0387-5024, 1884-8354
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Multimaodal Vibration Suppression Using Fuzzy-based Control with Limited Structural Data2013

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara, C. Kuroishi and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures

      巻: 22 号: 7 ページ: 1616-1627

    • DOI

      10.1088/0964-1726/22/7/075031

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy-Harvesting Using an Analog Circuit under Multimodal Vibration2013

    • 著者名/発表者名
      Shimose, S., Makihara, K., and Onoda, J
    • 雑誌名

      Smart Materials Research

      巻: Vol. 2013(Article No. 736487) ページ: 1-6

    • DOI

      10.1155/2013/736487

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エネルギー回生式セミアクティブ振動制御法の海洋構造物への適用に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      中野陽平, 竹澤晃弘, 槙原幹十朗, 北村充
    • 学会等名
      平成26年日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール,長崎
    • 年月日
      2014-11-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] An Innovative Controller to Increase Harvested Energy2014

    • 著者名/発表者名
      Makihara, K., Yamamoto, Y., Horiguchi, C., Sakaguchi, H., and Fujimoto, K.
    • 学会等名
      14th International Conference on Micro and Nanotechnology for Power Generation and Energy Conversion Applications
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Japan
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Smart Energy-Harvesting from Various Vibrations with Digital Regulation Approach2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., Shigeta, D., and Makihara, K.
    • 学会等名
      11th International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai International Center, Sendai, Japan
    • 年月日
      2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Model Validity of Bond-Graph Elements for Power Assessment2014

    • 著者名/発表者名
      Makihara, K., Shigeta, D., and Yamamoto, Y.
    • 学会等名
      65th International Aeronautical Congress
    • 発表場所
      Toronto, Canada
    • 年月日
      2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Comprehensive Assessment of Smart Energy-Harvesting from Multimodal Vibrations2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., and Makihara, K.
    • 学会等名
      12th International Conference on Motion and Vibration Control
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan
    • 年月日
      2014-08-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Flutter Analysis of Deployable Wing using Multibody Dynamics2013

    • 著者名/発表者名
      Sakiyama, H., and Makihara, K.
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Smart Energy Harvester using Digitally Autonomous Device2013

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., and Makihara, K.
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Digital Energy Harvester for Random or Multimodal Structural Vibrations2013

    • 著者名/発表者名
      Makihara, K., and Yamamoto, Y.
    • 学会等名
      ASME 2013 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems
    • 発表場所
      Snowbird, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Wireless Vibration Monitoring using Harvested Energy via Self-powered System2013

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Y., Suzuki, T., Shigeta, D., and Makihara, K.
    • 学会等名
      Twenty Ninth International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻福永・槙原研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ssl.mech.tohoku.ac.jp/www-j/index-j.htm

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科航空宇宙工学専攻福永・槙原研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ssl.mech.tohoku.ac.jp/www-j/index-j.htm

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] Harvesting device2014

    • 発明者名
      Makihara, Sakaguchi, Horiguchi
    • 権利者名
      Makihara, Sakaguchi, Horiguchi
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-05-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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