衝突系に発生する階段状カオス転移現象のメカニズム解明とその工学的応用

碰撞系统阶梯式混沌转变现象的机理解析及其工程应用

基本信息

批准号：
21K03942
负责人：
軽部周
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Oita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，振動板上を跳ねる球（バウンシングボール系）に生じる階段状カオス転移現象（ステップワイズ・クライシス）の発生メカニズム解明と，得られた知見の工学的問題への応用を目的としている．研究実施計画では「課題１：階段状カオス転移現象の発生メカニズムの解明（2021～2022年度）」，「課題２：機械装置における階段状カオス転移現象の確認（2022～2023年度）」の２つの課題を設定している．2022年度は，課題１について，階段状カオス転移現象の発生メカニズムについて詳細な解析を行い，本転移現象の発生条件が，ボールが最大到達高さに達する頻度と関連することを明らかにした．また，当初予測していたボールと振動板との衝突遍歴との関連は確認できなかった．本成果の一部は，AIP ADVANCE誌に掲載された．また，課題２について，地下鉄のパンタグラフ系を模擬した実験装置を新規製作し，階段状カオス転移現象が機械装置に発生するかについての実験的検討を開始した．以下，本研究の新規性・重要性について述べる．階段状カオス転移現象は本研究で定義した新しいカオス転移現象であり，発生メカニズムについての詳細な議論は殆ど行われていない．また，バウンシングボール系という最も単純な衝突振動系に発生する現象であるため，歯車系など他の衝突振動系にも内在している可能性がある．従って，本転移現象について得られた知見は，他の衝突振動系に広く適用できると考えられる．

这项研究的目的是阐明球在隔膜（弹跳球系统）上弹跳时发生的逐步混沌过渡现象（逐步危机）的机制，并将所获得的知识应用于工程问题。研究实施计划由两项任务组成：“主题一：阐明阶梯状混沌转变现象的发生机制（2021-2022年）”和“主题二：机械装置中阶梯状混沌转变现象的确认” （2022-2023）。”任务已定。 2022财年，针对任务1，我们对阶梯状混沌转变现象发生的机制进行了详细分析，并明确了这种转变现象发生的条件与球达到最大值的频率有关。高度。此外，无法确认球与隔膜之间的碰撞历史之间的关系，如最初预测的那样。该结果的一部分发表在AIP ADVANCE杂志上。此外，在第2期中，我们创建了一个模拟地铁受电弓系统的新实验装置，并开始了机械装置中是否出现阶梯状混沌过渡现象的实验研究。下面，我们将讨论这项研究的新颖性和重要性。阶梯状混沌跃迁现象是本研究定义的一种新的混沌跃迁现象，对其产生机制还鲜有详细讨论。此外，由于这种现象发生在最简单的碰撞振动系统——弹跳球系统中，因此它也可能存在于其他碰撞振动系统中，例如齿轮系统。因此，有关这种过渡现象的知识可以广泛应用于其他碰撞振动系统。