| 研究課題/領域番号 |
18K13691
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| 研究機関 | 富山県立大学 |
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研究代表者 |
寺島 修 富山県立大学, 工学部, 講師 (50570751)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 流体起因振動 / モード解析 / スマートマテリアル / 能動制御 / 光学計測 |
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| 研究実績の概要 |
平成30年度は，弾性体の空力振動騒音の発生機構の解明とソフトスマートマテリアルを利用した制御技術の構築に向け，(1) 動的モード解析手法の高度化・高精度，(2) 高速カメラを用いた大変形弾性体の変形量と騒音の計測，(3) ポリフッ化ビニリデン強誘電材料(PVDF)を用いた振動制御技術，(4) 磁気応答性エラストマ(MRE)を用いた振動制御技術，の研究を行いました。
(1)では，動的モード解析手法である固有直交展開法(Proper Orthogonal Decomposition, POD)と統計評価法(Linear Stochastic Estimation, LSE)を，弾性体の一種である膜面振動とその振動により発生する音の複合連成解析に適用し，手法の妥当性を確認いたしました。その結果，変形を伴う振動である膜面振動の解析にも適用できることが明らかとなりました。
(2)では風洞の測定部に高速カメラを2台設置し，弾性体の一種である吹き流しや旗を対象として，弾性体の変形量と発生騒音の同時計測を行いました。その結果，変形量の計測精度に課題があることが明らかとなったため，今後はレーザ変位計等の手法を併用しながら研究を進めることにいたしました。
(3)ではPVDFを用いた薄板の振動制御アルゴリズムの検討とその検証を行い，振動体の振動加速度情報を基にしたフィードバック型の振動制御アルゴリズムで薄板の振動制御が可能であることが明らかとなりました。その応答性や周波数追従性も高く，今後は消費電力の低下や制振量の向上を図ります。
(4)ではMREを用いた振動制御デバイスの設計・試作・性能検証を行いました。従来のデバイスで課題となっていたMREと金属の接合性やデバイス自体の重量の課題を解決し，低消費電力で振動制御が可能なデバイスを製作することができました。また，制御アルゴリズムも合わせて構築したため，今後はその精度を検証します。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
高速カメラによる変形量の計測と騒音の同時計測において，当初の想定に比べて計測の精度が低い点が確認されたが，その改善・解決方法は準備できているため，自己点検結果は上記の区分にいたしました。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，(1) 高速カメラを用いた大変形弾性体の変形量と発生騒音の同時計測，(2)弾性体後流と発生音の同時計測，(3) PVDFを用いた弾性体の振動制御，の3点を中心に研究を進めます。(1)については当初は複数台のカメラのみによる変形量計測を計画していましたが，当初の予定よりも精度が悪いことが明らかとなったため，レーザ変位計を合わせて利用して精度の向上を図りながら研究を進めます。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
高速カメラの購入を一旦中断し，レーザ変位計を併用した変形量計測に方針変更したため，カメラの購入費用が余剰金となったが，この分は翌年度にレーザ変位計の購入費に充てる予定です。
国際学会参加旅費を当初計画より安く抑えることができたため，次年度以降の国際学会参加旅費に充てることにする予定です。
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