2019 Fiscal Year Annual Research Report
空間周期性の構造安定論的解釈と合理化社会・構造システム設計思想のパラダイムシフト
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18H03818
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 太裕 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00344482)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島 弘幸 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40312392)
梅野 宜崇 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (40314231)
井上 昭夫 近畿大学, 農学部, 教授 (80304202)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 空間周期性 / 構造安定論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちの身の回りにある自然現象には、数多くの不思議な「空間周期パターン」が何気なく存在する。しかしその何気ない空間周期パターンの発生には、いずれも何らかの合理的意味・力学的必然性があると考えられる。本研究はこの空間周期パターンを形成する性質（＝空間周期性）を構造力学・構造安定論的見地から深く洞察し、その存在理由・根源的意味を理論的に解釈するとともに、その新知見を基盤とする従前まで当たり前とされた概念を覆す社会・構造システム設計思想の構築を目的とする。この研究目的を達成するために、５年間の研究計画の第２年度である2019年度も初年度に引き続き研究代表者・分担者間で密な議論を行い以下の空間周期性に関わる構造力学研究を実施し、主に以下の成果を挙げた。
・竹の節構造の周期性について、５種類の竹（モウソウチク、マダケ、ハチク、クロチク、キンメイチク）の高さ、節間隔などに着目し、これらの値自体は異なるものの、細長比に相当するパラメータが種別によらずほぼ一致することを見出した。また、竹の節構造について、理論計算と並行して有限要素モデルによる検証を行い、断面扁平抑制効果を示す理論式が竹の肉厚比程度であれば十分な精度で適用可能であることを示した。
・炭素ナノ材料（カーボンナノチューブ）における周期的な欠陥と強度向上の関係性についてカイラリティの違いによる影響を検証した。
次年度は、現在上記研究と並行して実施している樹木の形態に関する構造力学的研究にも力点を置き、新しい力学的性質の発見に結びつけたい。※なお、本実績に関連して、研究代表者の佐藤は2019年12月に文部科学省科学技術・学術政策研究所より「科学技術への顕著な貢献2019（ナイスステップな研究者）」に選定された。（選定理由：「竹が「軽さ」と「丈夫さ」を併せもつ理由の構造・材料力学的解明」）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第２年度も初年度に引き続き、いくつかの新たな知見を得るまでに至り、いくつかの内容は外部に論文発表、研究発表をすることができた。このことから上記区分が妥当であると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
第３年度も、研究代表者・研究分担者間の密な連携により、初年度研究業績に記載の研究を継続して実施し、空間周期性に関わる現象の理解を深め、新規知見を外部公表していく予定である。
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