| 研究課題/領域番号 |
21K03819
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| 研究機関 | 公立小松大学 |
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研究代表者 |
史 金星 公立小松大学, 生産システム科学部, 准教授 (30744669)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 流体励起振動 / 異種材料複合構造体 / 最適設計 / ルアー / 勾配法 |
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| 研究実績の概要 |
流体励起振動問題における異種材料複合構造体の最適設計法の開発とルアー設計への応用に関する研究を順調に進めている。
流体励起振動とは周期的な流れに置かれた構造物が大きく振動する現象であり、土木、建築、機械、航空、船舶、原子力などのあらゆる分野で構造設計に避け通ることのできない重要な課題である。本研究では、流体励起振動問題を注目し、異種材料複合構造における新たな構造最適設計手法の開発を目指している。また、適用例として、劇的な釣果の向上を図るため、最適な流体励起振動が表現可能なバイブレーションルアーの構造設計を試みる。
昨年度に流体励起振動において、流体解析と構造解析を時間ステップごとに相互に解析結果を送ることにより、弱連成の流体－構造連成解析ができた。これにより、バイブレーションルアーの水中運動が再現できた。また、ボックスベンケル計画法を用いて流体励起振動周波数最大化のため、バイブレーションルアーの構造最適設計も試した。本年度にまず、弱連成の流体－構造連成解析の解析条件と解析モデルの妥当性を検討し、忠実的に流体励起振動がシミュレーションできた。また、バイブレーションルアーのアイの位置及び重りの位置を変動させることにより，ボックスベンケル計画法を用いて一次流体励起振動数の最大化ができた．その際に，バイブレーションルアーの水中運動特性に対してアイの位置と集中質量の位置における影響も解明された．実験計画法の一種であるボックスベンケル計画法において、放射基底関数を用いて新たな応答曲面の作成を検討した。これにより、昨年度よりよい最適結果が得られた。さらに、新たな形状最適設計手法の開発に向けて、定式化および最適化の流れを検討した。来年度について、最適設計法の開発およびプログラム開発を進めることに重点をおく。
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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
流体励起振動問題における異種材料複合構造体の最適設計法の開発において、忠実的に弱連成の流体－構造連成解析により、流体励起振動解析が可能にした。また、構造最適設計において、放射基底関数を用いて新たな応答曲面の作成により、良い最適結果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
新たな形状最適設計手法の開発に向けて、定式化により理論的に感度の導出を行い、最適設計システムのプログラム開発を完成させる。また、バイブレーションルアーの形状最適設計を行い、その効果を確認する。さらに、論文化と学会発表を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナのため、本年度の旅費を節約した。来年度にソフトウェアの保守料金が値上げ予定があるため、そこに使用する予定である。
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| 備考 |
史 金星（Researchmap）
https://researchmap.jp/jinxing.shi/research_projects/32228539
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