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2023 年度 研究成果報告書

非線形移動型モデリング法の構築による大変形構造物の高効率な一連解析

研究課題

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研究課題/領域番号 21K14341
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関東北大学

研究代表者

大塚 啓介  東北大学, 工学研究科, 准教授 (20881189)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード大変形構造 / 流体構造連成 / 空力弾性 / 非線形有限要素法 / 風洞実験 / マルチボディダイナミクス / マルチフィジックス / 衛星航空機
研究成果の概要

災害・コロナ禍の影響を受け,通信需要はますます増加しており,低高度を数カ月継続飛行することで空の基地局となる衛星航空機の実用化が期待されている.従来航空機と異なり,極軽量柔軟な衛星航空機は静的大変形形状によって周波数特性・動特性が激変する.衛星航空機の早期実現には大変形を考慮した数値モデル(非線形運動方程式)による静解析・周波数解析・動解析という一連の解析が必要になる.非線形性を運動方程式の任意の項に移動させ,静解析・周波数解析・動解析いずれに対しても容易に適用でき,高い解析性能を発揮する【非線形移動型モデリング法】の構築し,その実験実証を行った.

自由記述の分野

航空宇宙工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年は旅客機などの翼も細長化・大変形化が進行しているため,提案した解析手法は無人機のみならず,将来の有人機にも有効であり,今後の航空工学分野に大きく貢献する意義がある.
高出力発電のための風車ブレードの長大化や炉心探査するためのロボットアームの長尺化が進んでおり,多様な分野で大変形細長構造物の実用化が望まれている.これら異分野の構造物に対しても有効な提案手法は自然エネルギ・防災などの分野でも必要とされる社会的意義がある.

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公開日: 2025-01-30  

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