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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。