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A new theory, vectorial and rotational canonical transformation, overcomes a barrier separating structural and mechanism analyses

向量和旋转正则变换这一新理论克服了结构分析和机制分析之间的障碍

基本信息

批准号：
22K18853
负责人：
槙原幹十朗
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

＜研究実施の概要＞新規理論【ベクトル・回転正準変換】によって，衛星航空機・浮体式洋上風車などの大変形構造物の構造解析と機構解析を統合する挑戦的研究である．現状は「部材レベルの構造解析に回転角を変数とするモデル」，「システムレベルの機構解析にベクトルを変数とするモデル」が別々に使用されている．回転角モデルはジョイント表現が困難，ベクトルモデルは大変形を正確に表現できないからである．この結果，部材レベルからシステムレベルでの設計に移行する際にモデルを作り直すという致命的な問題が生じる．【異分野を分かつ変数の相違】が構造・機構の両解析分野を分断している障壁である．本研究では部材レベルからベクトルモデリングを行った上で，新規理論【ベクトル・回転正準変換】を導入し，この障壁の打破に挑む．これは変換前のベクトルでジョイント表現，変換後の回転角で高精度解析を実現する新規アイデアである．提案する統合モデリング手法は部材レベルからベクトルモデリングを行うので，【異分野を分かつ変数の相違】が解決され，これまで隔てられていた構造と機構の両解析をシームレスに繋ぐことができる．＜数値解析と風洞試験＞　ラグランジュ方程式ではなく，正準方程式上で変数変換を行うことでベクトルモデルの長所を一切損なうことなく回転角モデルへの変換を可能となった．＜実験内容＞提案手法の実証のため，東北大学・流体科学研究所の永井教授との共同研究の下，同施設の風洞装置で実験を行った．翼模型を用いて部材レベルでの解析精度実証が可能となった．

<Summary of research implementation> Research on the integration of structural analysis and mechanism analysis of large shaped structures on satellite aircraft and floating windmills based on new theory. The present situation is that "the structural analysis of the component is different from the angle of return","the structural analysis of the component is different from the angle of return", and "the structural analysis is different from the angle of return". It is difficult to perform correctly when the angle of return is different from the angle of return. As a result, fatal problems arise during the design transition of components. The structure and mechanism of the structure and structure. In this study, we introduced the new theory of "correct transformation" to break the barrier. This is a new rule for high precision analysis of the pre-conversion phase and post-conversion phase. The proposal is to integrate the structure analysis of the structure mechanism into the structure analysis of the structure. <numerical analysis><numerical analysis> <CONTENT> The proposal method is implemented under the joint research of Professor Nagai of the Institute of Fluid Science, Tohoku University, and the wind tunnel installation is implemented. The analytical accuracy of wing model is proved to be possible by using middle part material.