• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2008 年度 実績報告書

流体-構造連成振動系における流力外乱同定と非線形振動特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19560222
研究機関北海道大学

研究代表者

小林 幸徳  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10186778)

研究分担者 星野 洋平  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90374579)
キーワード流体-構造連成振動 / 流力外乱同定 / システム同定 / 非線形振動 / ロックイン / アクティブ制御
研究概要

本研究では,一様流中に置かれた弾性支持構造物に作用する流力外乱特性を実測データより同定する方法を研究し, 流力外乱の力学的構造ならびに周波数特性を調べた. 平成19年度にはシステム同定手法を用いて流体力モデルを同定し, 100%に近い適合率を得ることができることを示した. また, 本システムの流体力発生機構には, 円柱変位と速度信号のフィードバックを考慮する場合が最も適していることが分かった. 平成20年度は, 非線形ばね特性を有する構造物の渦励起振動に関して実験とシミュレーションによりその特性を調べた. 円柱中央に小径孔を有する円板を取り付け, これを通って円柱の両端の外で固定されるワイヤーを設置して非線形ばね特性を付加し, ロックイン時の振動特性を調べた. 電磁石を用いて既知外力による加振実験を行い, 線形ならびに非線形特性を同定し, 3次の非線形項を有するばね特性を同定した. 時間一周波数分析より, 円柱の線形固有振動付近に強い成分が現れるが, ロックイン領域においては, このスペクトルの強い部分が徐々に遷移することが分かった. また振幅が急激に減少するジャンプ現象が確認された.渦励振時の周波数応答よりワイヤーが無い場合は線形復原力特性となり, 円柱は線形固有振動数で振動する. しかし, ワイヤーの影響で復原力が非線形特性を有する場合は, ロックイン領域において, 振幅の増大に応じて共振振動数も高くなり, 流速の上昇時と下降時において円柱の挙動が異なるヒステリシス性が現れ, ジャンプ現象が発生していることが分かった. ワイヤーを取り付けた系の時刻歴信号にWavelet解析を実施して, 応答波形の包絡線と瞬間振動数を抽出し, 瞬間振動数と振幅の関係より周波数応答を求めた。その結果,振幅の増大とともにわずかではあるが共振振動数の増大を確認できることが分かった.

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2008

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 渦励振される弾性支持円柱に作用する流体力モデルのシステム同定2008

    • 著者名/発表者名
      星野洋平・小林幸徳・山内悠正
    • 学会等名
      第51回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      山形大学工学部(山形)
    • 年月日
      2008-11-22

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi