| 研究概要 |
本研究では、低重力空間における弾性構造物と液体の動的非線形連成挙動問題について、弾性宇宙構造物と内部に液体を含むタンクという基本システムの連成振動問題、及び液滴体単体又は弾性板上に付着した液滴の非線形動的挙動に注目し、その振動特性を地上でできる範囲内で実験的並びに理論的に解明した。本研究では、次の4つの問題に分けて研究を進めた。
I 柔軟宇宙構造物モデルとタンク内液体との動的連成挙動に関する実験
平成17年度は、直径60mmのプラスチック製のカプセルの両側に、長さ500mmの2つの梁を接続した宇宙構造物モデルを製作し、磁気力で浮遊させ、電磁力によって加振するシステムを構築し、実験を行った。
平成18年度は、直径100mmのプラスチック製のカプセルの両側に、長さ500mmの2つの梁を接続した宇宙構造物モデルを製作し、長さ約2.4mの紐で天井から吊るし、電磁力によって加振するシステムを構築し、実験を行った。
II 液滴の非線形動的挙動に関する実験
振動する平面上での液滴(水)の,大振幅振動に起因する非線形挙動を調べた。具体的には、共振振動数の液滴の振幅への依存性等を明らかにした。
液滴が付着する面の材質を変えて、接触角を変化させ、液滴と構造物の接触状態を種々変え、それによる振動特性の変化を調べた。
III 弾性矩形板と付着液滴の非線形連成振動実験
液滴として水を用い、薄肉弾性矩形板に付着した連成システムで実験を行った。
IV 弾性矩形板上に付着した液滴の連成固有振動解析
液滴を非粘性半球流体としてモデル化し、薄肉弾性矩形板に付着した連成システムを考え、解析的に解き、線形固有振動解析を行った。
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