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2017 年度 実績報告書

データ駆動型モデリングによる大型膜面展開宇宙構造物の形状・ダイナミクス推定

研究課題

研究課題/領域番号 15K18285
研究機関日本大学

研究代表者

山崎 政彦  日本大学, 理工学部, 助教 (40632302)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード膜面宇宙構造物 / データ駆動型モデル / モデル低次元化 / ゴッサマー構造
研究実績の概要

計算コストの低い低次元の数学モデルを用いた数値解析データと信頼度は高いが時間・空間的に断片的な複数の軌道上情報を融合することで,これまで明瞭にできなかった軌道上での膜面展開宇宙構造物の形状・ダイナミクスを効率的かつ,詳細に推定する方法の構築を目的とした.
【課題Ⅰ】では,複数の時間・空間的に断片的な軌道上情報と数値解析の融合による形状・ダイナミクスの推定法の開発を目指し,位置・速度情報および計測頻度と計測領域の異なる実データに近い計測データと数値解析の融合手法の構築に取り組み,微小重力,真空下での実験および数値計算によりその妥当性を評価できた.
【課題Ⅱ】では,大規模な大型膜面展開宇宙構造物の軌道上運動モデルの低次元化および,その高速な並列解析コードの開発に取り組み,膜面ダイナミクスの数値計算モデルの疎性に着目した,自由度の削減,要素数の削減方法を提案し,かつ,これまでは捨てていた計算過程でのデータを積極的に取り入れることにより反復計算の高速化方法を提案し,計算コストの低減(フルモデル解析に比べ90%以上の計算コスト低減)を実現した.
【課題Ⅲ】では,【課題Ⅰ】,【課題Ⅱ】の結果を踏まえ「予測可能な膜面宇宙構造物システム」の構築を支援する設計法の検討を行い,小型モデルから大型モデルを予測するための相似則および,相似パラメータの時間・空間的緩和法の構築について取り組み,微小重力,真空下での実験により妥当性を評価した.【課題Ⅰ】の軌道上での運動の推定,【課題Ⅱ】の軌道上運動の低コスト予測,および,【課題Ⅲ】の中で実施した相似則は,対象の構造配置や,計測機器の配置,計測間隔などを上手く設定することで大幅に効果が大きくなることが確認でき,課題のⅠ,Ⅱ,Ⅲを実施することによる「予測可能な膜面宇宙構造物システム」の実現に向けた方向性を明確にできた.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Similarity Rule of Deployment Behavior for Spin Deployment Membrane2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tomohiro、Miyazaki Yasuyuki、Yamazaki Masahiko
    • 雑誌名

      Proceedings of AIAA Spacecraft Structures Conference

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2514/6.2018-1438

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation Method of Missing Components for Spin Deployable Membrane Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Kawazoe Shoji、Yamazaki Masahiko、Miyazaki Yasuyuki
    • 雑誌名

      Proceedings of AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2514/6.2018-2159

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of the Similarity Rules for Spin Deployment Membrane in the ground experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Tatematsu Yuki、Suzuki Tomohiro、Yamazaki Masahiko、Miyazaki Yasuyuki
    • 雑誌名

      Proceedings of AIAA Spacecraft Structures Conference

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2514/6.2017-1114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Data Driven Model for Efficient Prediction and Estimation of Spin Type Membrane Space Structure Dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Masahiko
    • 雑誌名

      Proceedings of AIAA Spacecraft Structures Conference

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2514/6.2017-1112

    • 査読あり
  • [学会発表] Data Driven Model Reduction for Spin-type Membrane Space Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Yamazaki
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Space Technology and Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation Method of Missing Components for Spin Deployable Membrane Dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Shoji Kawazoe, Masahiko Yamazaki, Yasuyuki Miyazaki
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Space Technology and Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Similarity Rule of Deployment Behavior for Spin Deployment Membrane2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Suzuki, Yasuyuki Miyazaki, Masahiko Yamazaki
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Space Technology and Science
    • 国際学会
  • [備考] 日本大学理工学部 宮崎・山崎研究室 山崎班研究室ホームページ

    • URL

      http://forth.aero.cst.nihon-u.ac.jp/yamazaki/web_yamazaki/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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