| 研究課題/領域番号 |
16360435
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
加藤 直三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00138637)
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| 研究分担者 |
鈴森 康一 岡山大学, 工学部, 教授 (00333451)
鈴木 博善 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00252601)
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| キーワード | CFD / FMA / FEM / 弾性胸ひれ / パッシブ型 / アクティブ型 / 空気圧調整器 |
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| 研究概要 |
1.CFDによる胸ひれ運動の流体力解析手法の開発
FMAを用いた胸ひれ運動装置を設計するにあたり、比較すべき対象として、剛体のひれを用いた前後運動、ひねり運動、上下運動を独立に行う胸ひれ運動装置を用いる。これについての実験的流力特性を検証用として、CFDプログラムの開発を行った。
2.FEMを用いた変形を伴う胸ひれの構造解析手法の開発
ゴム製のFMAの設計にあたり、複数本のゴム製の筋からなり、全体が幕で覆われた胸ひれの構造解析をFEMを用いて解析する手法を開発する。まず一本のゴム製のFMAに対して、汎用非線形構造解析プログラム"MSC.Marc"を用いて、超弾性材料として解析を行った。
3.変形を伴う胸ひれの設計と製作
これまでの研究から、二種類の胸ひれの運動があることがわかっている。上下運動とひねり運動を中心とする揚力型、前後運動とひねり運動を中心とする抗力型の二種類である。それぞれについて、構造の面から検討をし、抗力型については、シリコンゴムに切れ目を入れたパッシブ型の胸ひれを、揚力型については、FMAが3本からなり全体を薄いシリコンゴムで覆ったアクティブ型の胸ひれを製作した。
3.パッシブ型の胸ひれの流体力の計測
前後運動、ひねり運動、上下運動を独立に行う胸ひれ運動装置を用いて、前後運動のみを起こし、パッシブ型の胸ひれの流体力の計測を行なった。剛体では推力が得られないのに対して、変形を伴うパッシブ型の胸ひれでは、推力を得ることができることがわかった。
4.FMAを用いた胸ひれ運動装置の製作と動作確認
アクティブ型の胸ひれを用いた胸ひれ運動装置の製作を行った。従来の剛体ひれに対する胸ひれ運動装置に、それぞれのFMAが3室の空気室からなるもの3本を用いた空気圧調整器を備えたもので、たわみを作ることができる胸ひれとなっている。この装置の動作確認を行い、首尾よく動作することを確認した。
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