Active Aerodynamic-Vibration Control by means of Smart Materials

通过智能材料进行主动空气动力振动控制

• 批准号: 17H06998
• 负责人: 寺島 修
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Toyama Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-08-25 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H06998/
• 关键词: スマートマテリアル; 流体起因振動; モード解析; 振動制御; アクチュエータ; 流体工学; 機械力学・制御; 先端機能デバイス

空力起因振動の能動制御技術の確立を目的に，本年度は(1)空力振動のモード解析と発生メカニズムの明確化，(2)制御ロジック・アルゴリズムの構築，(3)アクチュエータの要求特性の決定，を行った。(1)空力振動のモード解析と発生メカニズムの明確化では，申請者らが考案した固有直交展開法を用いた多変量のモード解析手法を空力起因振動現象の解明に応用展開し，流れの状況とそれに伴い発生する振動モードの関係を客観的に捉えることが可能な手法を構築した。また，これにより，振動体に設置された複数の振動加速度センサや圧力センサによる情報から振動モードを特定し，振動制御に必要な力や振動制御を行う位置を算出できた。(2)制御ロジック・アルゴリズムの構築では，先に述べた振動制御に必要な力や振動制御を行う位置を極力短時間で算出するためのロジック・アルゴリズムを構築した。また，合わせて制御系の検討も行った。因果律の観点を踏まえるとフィードフォワード制御が望ましいが，計測結果を基に判断するに，流れや振動体の事前情報を用いたフィードフォワード制御は難しいため，制御時間の制約が厳しくなるもののフィードバック型の振動制御系としてロジックを考案した。上記2点の検討結果を基に，(3)アクチュエータの要求特性を決定した。また，決定したアクチュエータの要求特性に対し，現行のスマートマテリアル（ポリフッ化ビニリデン強誘電材料・磁気応答性エラストマ）の仕様と特性が十分なものかどうかを実験的に検証した。その結果，いずれも複数の課題を有していたため，その改善策を考案した。成果発表は当初の計画通りに行い，2017年11月に開催された国際会議での発表と2018年3月に開催された国内会議での発表を行った。本研究における残課題・残項目は平成30年度から行う若手研究に包含して継続推進する。

以建立气动振动主动控制技术为目标，今年我们将重点关注（1）气动振动的模态分析和产生机制的阐明，（2）控制逻辑算法的构建，（3）气动振动所需特性的确定。执行器，我做到了。 (1)在气动振动的模态分析及其产生机理的阐明中，应用并开发了申请人设计的使用本征正交展开法的多元模态分析方法，以阐明气动振动现象，并开发了流动条件一种使我们能够客观地理解振动模式和由此产生的振动模式之间的关系的方法。这还使得可以根据来自安装在振动体上的多个振动加速度传感器和压力传感器的信息来识别振动模式，并计算振动控制所需的力以及应该执行振动控制的位置。 (2)构建控制逻辑/算法：我们构建了一个逻辑/算法来计算振动控制所需的力以及如上所述在尽可能短的时间内执行振动控制的位置。此外，我们还研究了控制系统。从因果关系的角度来看，前馈控制是优选的，但基于测量结果，使用有关流量和振动体的先验信息的前馈控制是困难的，因此反馈型控制是优选的，尽管它施加了严格的控制时间限制，我们设计了逻辑作为逻辑。振动控制系统。根据以上两点的结果，我们确定了（3）执行器所需的特性。我们还通过实验验证了当前智能材料（聚偏二氟乙烯铁电材料和磁响应弹性体）的规格和特性是否足以满足所确定的执行器所需特性。结果，它们都存在多个问题，因此我们想出了一些方法来改进它们。结果按原计划在2017年11月举行的国际会议和2018年3月举行的国内会议上进行了介绍。本研究中剩余的问题和项目将纳入2018财年开始开展的年轻研究中并继续推广。

项目成果

拡張型固有直交展開法によるスネアドラムの発生音のモード解析

使用扩展特征正交展开法对军鼓声音进行模态分析

• 发表时间: 2018
• 作者: O. Terashima;Y. Sakai;Y. Ito;O. Terashima;寺島修;木村隼大，寺島修;伊藤大世，寺島修;伊藤大世，寺島修
• 通讯作者: 伊藤大世，寺島修

PVDFを用いた能動型振動制御技術の研究

PVDF主动振动控制技术研究

• 发表时间: 2018
• 作者: O. Terashima;Y. Sakai;Y. Ito;O. Terashima;寺島修;木村隼大，寺島修
• 通讯作者: 木村隼大，寺島修

気流中を伝播する騒音の特性に関する研究

噪声在气流中传播特性研究

• 发表时间: 2018
• 作者: O. Terashima;Y. Sakai;Y. Ito;O. Terashima;寺島修
• 通讯作者: 寺島修

拡張型固有直交展開法を用いた固体振動と遠方場音の連成モード解析

采用扩展特征正交展开法进行固体振动与远场声耦合模态分析

• 发表时间: 2018
• 作者: O. Terashima;Y. Sakai;Y. Ito;O. Terashima;寺島修;木村隼大，寺島修;伊藤大世，寺島修
• 通讯作者: 伊藤大世，寺島修

Measurement of fluctuating temperature and POD analysis of eigenmodes in a heated planar jet

• DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2017.11.015
• 发表时间: 2018-04
• 期刊: Experimental Thermal and Fluid Science
• 影响因子: 3.2
• 作者: O. Terashima;Y. Sakai;Yasumasa Ito