| 研究課題/領域番号 |
19650165
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
川初 清典 北海道大学, 高等教育機能開発総合センター, 教授 (80026822)
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| 研究分担者 |
清水 孝一 北海道大学, 高等教育機能開発総合センター, 教授 (30125322)
上杉 尹宏 北海道東海大学, 国際文化学部, 教授 (60285559)
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| キーワード | スキージャンプ / ロボット / 風洞試験 / 数値解析 / 揚力・抗力 |
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| 研究概要 |
バネ仕掛けの駆動装置を人体模型体内に埋め込みスキージャンプテイクオフ動作を行えるジャンプロボットを製作した。従来、静的姿勢や準動的な姿勢変化についてジャンプ時の空気力研究が進められできたが、本研究ではジャンプロボットが助走滑降のかがみ込み姿勢から急峻な体伸展を行って前傾を強めた滑空姿勢に至る間の動的位相における揚力と抗力について風洞実験と数値流体解析による検討を進めテイクオフ動作の最適化を目指した。そして、先ず製作したジャンプロボット(身長18cm)の三次元形態をコンピュータ画像空間に取り込んでテイクオフの準動的および動的解析を行い両者間で比較した。計算条件は、Phoenics2006ソフトウエアを用い、風速15m/s、計算格子幅4mm、レイノルズ数209670、乱流モデルをK-εモデルとした。その結果、動的解析による検討の必要性が改めて明らかになった。もう一方の風洞実験は目下、計測精度の改善に取り組んでいる。続いて製作ロボットを拡大して実物大ジャンパー(身長1.8m)のサイズでこの動作の動的解析を試みた。テイクオフ動作において体幹を起こすタイミングと速さに注目して膝関節伸展動作と連動させ解析した。風速を実ジャンプに相当する25m/sとした。その結果、できる限り遅く迄低い姿勢を保ってから急峻な体伸展を行うジャンプが抗力を抑制し、揚力の減少も相対的にこの姿勢変化において同様に少なく、揚抗比の面からの有利性が確認された。
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