ベンダーエレメント法の適用限界拡張のための補正法の確立と一般利用に向けた実装

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研究初年度は，1. 第一の達成目標を実現するため，様々な寸法のBEの振動を直接的あるいは間接的に観測することで，BEの振動特性を明らかにすること，2. 得られた観測結果に対し，1自由度の減衰振動モデルに代わる新たな伝達関数モデルとして，実験モード解析による近似解をあてはめること，を目標とした。これに対し，令和5年度の実績は，寸法の異なる3種類のセルフモニタリングベンダーエレメントに対し，レーザー変位計を用いて振動を直接観測し，モード解析の結果から，固有モードの重ね合わせによって素子の応答を級数近似した。その結果，以下の結論が得られた。1　各ベンダーエレメントは100kHz以下の範囲で，2個から4個の固有周波数を持つ多自由度減衰系となった。代表的な固有モードは長さ方向の単純曲げ振動および幅方向の曲げ振動であり，後者はこれまで想定されていないモードであった。2　振動特性に及ぼすセルフモニタリング部の影響は限定的であった。3　モード近似によって得られたベンダーエレメントの応答を実測値と比較した結果，上記の2つのモードで実測値を十分に近似可能であった。4　ベンダーエレメント全体における近似と実測の平均誤差は寸法によらずおおむね10%程度であった。また，令和6年度に予定している機械学習モデルの作成に備え，予備的なモデルの作成を実施した。モデルはサポートベクターマシンを用い，訓練データは従来提案されている線形モデルから人工的に合成した。その結果，学習済みのモデルは高い精度で真のS波到達点を予測することがわかった。