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2019 年度 実施状況報告書

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利用制御技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K13691
研究機関富山県立大学

研究代表者

寺島 修  富山県立大学, 工学部, 講師 (50570751)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード流体起因振動 / 流体起因騒音 / スマートマテリアル / モード解析 / 能動制御 / 光学計測
研究実績の概要

令和元年度は、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) 低騒音風洞での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,(2) 低騒音風洞でのレーザ変位計群を用いた大変形弾性体の変形量と騒音の計測,(3) 風洞での大変形弾性体と流れ場の同時計測,(4) 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,(5) 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)(2)(3)では,風洞試験装置を用いて大変形弾性体の変形-発生音-流れ場の関係について調べました。高速度カメラやレーザ変位計群で得た情報と発生音の情報に対して前年度に研究を行った動的モード解析手法を適用し,発生音と変形の関係を明らかにすることで,音源の特定を行うことができました。また,発生音に強く関係する弾性体の下流方向端部でのスパン方向に相関性の高い巻き上がり,巻き込み現象に寄与する流れ場の可視化による理解を行うことができました。これらの結果は国際学会にて発表するとともに,現在学術誌にその内容を記載した論文を投稿いたしております。また,令和2年度の国際学会でも発表を行う予定です。
(4)では,PVDFを用いた振動制御アクチュエータの諸特性のまとめを行い,前年度に得た結果とともに論文としてまとめて投稿し,採択されました。
(5)では,磁気応答性エラストマを用いた振動制御デバイスの制御アルゴリズムの検討と制御効果の検証を代表的な機械製品である自動車を対象として行い,デバイスならびにアルゴリズムの有効性を確認いたしました。これらの結果は国際学会にて発表するとともに,学術誌に投稿し,採択されました。

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

おおむね当初の計画通りに進展しているため

今後の研究の推進方策

今後は,(1) PIV計測システムを用いた大変形弾性体の変形量と発生騒音と流れ場の同時計測,(2)変動圧力プローブを用いた弾性体後流と発生音の同時計測,(3) PVDFを用いた振動制御デバイスの省電力化・高効率化,(4) 磁気応答性材料を用いた振動制御デバイスの改良による2方向振動制御の検討,の4点を中心に研究を進めます。また,研究成果の論文誌上や学会での発表を精力的に行ってまいります。

次年度使用額が生じた理由

感染症拡大防止のため,2020年3月に予定していた実験,学会発表を取りやめたため,次年度使用額が生じました。これにつきましては2020年度に実験と学会発表を改めて行いますので,そちらで使用する予定にいたしております。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] On the Active Vibration Control of the Vibrating Objective by Means of a PVDF Actuator2020

    • 著者名/発表者名
      Takumi NAITO, Osamu TERASHIMA
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: 5 ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of the Broad Band Frequency-tunable Dynamic Absorber Using Magneto-Rheological Elastomer for the Noise and Vibration Reduction in Mechanical Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Takumi NAITO, Osamu TERASHIMA
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: 5 ページ: ―

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement and dynamic mode analysis of flow-induced noise with combined proper orthogonal decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      Osamu TERASHIMA, Ayumu INASAWA, Reon NISHIKAWA
    • 雑誌名

      Vibration Engineering for a Sustainable Future

      巻: 1 ページ: ―

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多孔質材料を用いた空力騒音の低減とそのメカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      西川礼恩, 寺島修, 稲澤歩, 宮島敏郎
    • 雑誌名

      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会 講演論文集

      巻: 1 ページ: ―

  • [雑誌論文] 磁気応答性材料を用いた機械の転動音の能動的制御手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      内藤匠海, 寺島修, 遠藤洋史, 杉岡健一
    • 雑誌名

      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会 講演論文集

      巻: 1 ページ: ―

  • [雑誌論文] Development and Design of the Dynamic Vibration Absorber Using Magneto-Rheological Elastomer for the Weight and Power Consumption Saving2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu TERASHIMA, Mika NAKATA, Toshihiko KOMATSUZAKI
    • 雑誌名

      Proceedings of ASME IMECE 2019

      巻: V011T01A008 ページ: ―

    • DOI

      https://doi.org/10.1115/IMECE2019-10776

    • 査読あり
  • [学会発表] 多孔質材料を用いた空力騒音の低減とそのメカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      西川礼恩, 寺島修, 稲澤歩, 宮島敏郎
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会
  • [学会発表] 磁気応答性材料を用いた機械の転動音の能動的制御手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      内藤匠海, 寺島修, 小松崎俊彦,遠藤洋史, 杉岡健一
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会
  • [学会発表] 西川礼恩, 寺島修, 小西康郁2020

    • 著者名/発表者名
      一様流中の旗から発生する空力音に関する研究
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会
  • [学会発表] 西川礼恩, 寺島修, 稲澤歩, 宮島敏郎2020

    • 著者名/発表者名
      多孔質材料を用いた新たな空力騒音の受動制御手法に関する研究
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越学生会 第49回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] 内藤匠海, 寺島修,小松崎俊彦2020

    • 著者名/発表者名
      磁気応答性材料を応用した機械の転動音低減に関する一考察
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越学生会 第49回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] Measurement and dynamic mode analysis of flow-induced noise with combined proper orthogonal decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      Osamu TERASHIMA, Ayumu INASAWA, Reon NISHIKAWA
    • 学会等名
      18th Asia Pacific Vibration Conference (APVC 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and design of active dynamic vibration absorber using Magneto-Rheological Elastomer for the weight and power consumption saving2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu TERASHIMA, Mika NAKATA, Toshihiko KOMATSUZAKI
    • 学会等名
      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition (IMECE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] On the detection method for the air-flow disturbance come into the microphone for the active noise control as an error signal2019

    • 著者名/発表者名
      Osamu TERASHIMA, Reon NISHIKAWA
    • 学会等名
      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition (IMECE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental study on the flow-induced noise from a flag2019

    • 著者名/発表者名
      Reon NISHIKAWA, Osamu TERASHMA, Yasufumi KONISHI, Taisei ITO, Kenichi SUGIOKA
    • 学会等名
      16th International Conference on Flow Dynamics (ICFD 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Reduction of Noise and Vibration in Mechanical Systems by the Active Dynamic Vibration Absorber Using Magneto-Rheological Elastomer2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi NAITO, Osamu TERASHIMA, Toshihiko KOMATSUZAKI
    • 学会等名
      14th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] 内藤匠海,寺島修,小松崎俊彦2019

    • 著者名/発表者名
      磁気応答性材料を用いた能動型振動低減装置による機械製品の振動騒音低減
    • 学会等名
      日本実験力学会 2019年度 年次講演会
  • [備考] 研究紹介・科学研究費補助金・若手研究

    • URL

      https://www.pu-toyama.ac.jp/ME/nvfc/posts/research8.html

  • [産業財産権] ファンユニット及びこれを用いた送風機2020

    • 発明者名
      西川礼恩, 寺島修
    • 権利者名
      富山県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願 2020-033110
  • [産業財産権] 能動型振動制御装置2019

    • 発明者名
      内藤匠海, 寺島修
    • 権利者名
      富山県立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願 2019-149839

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公開日: 2021-12-27  

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