Active Aerodynamic-Vibration Control by means of Smart Materials

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。

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。