研究者詳細

顔写真

マキハラ　カンジユウロウ
槙原　幹十朗
Kanjuro Makihara
所属
大学院工学研究科　航空宇宙工学専攻　宇宙システム講座（宇宙構造物工学分野）
職名
教授
学位

  • 博士（工学）（東京大学）

  • 修士（工学）（東京大学）

e-Rad 研究者番号
60392817
Researcher ID
K-8857-2018

経歴 5

  • 2019年4月 ～
    東北大学　航空宇宙工学専攻　教授

  • 2011年1月 ～
    東北大学　航空宇宙工学専攻　准教授

  • 2009年12月 ～
    宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙科学研究所（ISAS）　宇宙飛翔工学研究系　特定課題共同研究員

  • 2007年2月 ～
    ケンブリッジ大学（英国）　日本学術振興会・海外特別研究員

  • 2004年4月 ～
    宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙科学研究本部（ISAS）　宇宙飛翔工学研究系　宇宙航空プロジェクト研究員

学歴 2

  • 東京大学　大学院 工学系研究科　航空宇宙工学専攻

    ～ 2004年3月

  • 東京大学　工学部　航空宇宙工学科

    ～ 1998年3月

委員歴 13

  • 日本航空宇宙学会北部支部　支部長

    2025年4月 ～ 継続中

  • 日本機械学会　代表会員

    2024年4月 ～ 継続中

  • 日本機械学会・東北支部　商議員

    2021年4月 ～ 継続中

  • 日本機械学会　表彰部会委員

    2021年4月 ～ 2023年3月

  • 日本機械学会・東北支部　表彰担当幹事

    2021年4月 ～ 2023年3月

  • 日本機械学会・機械力学・計測制御部門　運営委員

    2016年4月 ～ 2019年3月

  • スマート構造システムの将来技術と実用化に関する研究会　運営委員

    2014年4月 ～ 2019年3月

  • 日本機械学会・校閲委員　運営委員

    2015年4月 ～ 2017年3月

  • 日本航空宇宙学会・論文編集委員　委員

    2014年4月 ～ 2017年3月

  • 日本航空宇宙学会・北部支部幹事　幹事

    2012年2月 ～ 2017年3月

  • 日本機械学会・宇宙工学部門　運営委員

    2012年4月 ～ 2016年3月

  • 日本機械学会・東北支部幹事　幹事

    2012年4月 ～ 2016年3月

  • 日本航空宇宙学会・構造部門委員会　構造部門委員

    2011年4月 ～ 2013年3月

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所属学協会 3

  • 日本機械学会

  • 日本航空宇宙学会

  • American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)

研究キーワード 7

  • 柔軟構造物の振動発電

  • エネルギ回生

  • スペースデブリ防護・検出

  • マルティボディ・ダイナミクス

  • 柔軟宇宙構造物の振動制御・振動抑制

  • 宇宙航空機

  • 大型宇宙構造物

研究分野 3

  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス /

  • 情報通信 / ロボティクス、知能機械システム /

  • フロンティア（航空・船舶） / 航空宇宙工学 / 航空宇宙

受賞 7

  1. 交通物流部門大会賞

    2022年3月　日本機械学会 交通・物流部門　航空機・車両・鉄道・エレベータに対する統一的な柔軟マルチボディ解析法の構築

  2. Best Presentation Award for Young Researcher

    2020年12月　ICFD2020 Secretariat, Institute of Fluid Science　Flexible Wing Fluid-Structure Interaction Model Coupling Unsteady Vortex Lattice Method and Absolute Nodal Coordinate Formulation

  3. Outstanding Reviewer Award 2018 "Smart Materials and Structures"

    2019年3月　IOP Publishing

  4. Outstanding Reviewer Award 2017 "Smart Materials and Structures"

    2018年3月　IOP Publishing

  5. Outstanding Reviewer Award 2016 "Smart Materials and Structures"

    2017年3月　IOP Publishing

  6. Best Paper Award,

    2015年5月　The Society for Aerospace System Engineering,　Transient Analysis of Self-Powered Energy-Harvesting using Bond-Graph for Aerospace Applications

  7. Audience Award

    2005年9月　日本機械学会

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論文 116

  1. Data-Driven Real-Time Topology Optimization Using Consistent Rotation-Based Moving Morphable Components 国際誌 査読有り

    Hirotani, S., Yaji, K., Makihara K., Otsuka, K.

    AIAA Journal　(in press)　2025年12月

  2. Shape Keepers of Hollow Cylindrical Electrodynamic Tethers for Space Debris Removal 国際誌 査読有り

    Yushin Hara, Ryo Kuzuno, Hikaru Takahashi, Yoshihiro Sugiyama, Yuki Kikuji, Kiyonobu Ohtani, Sunao Hasegawa, Kanjuro Makihara

    AIAA, Journal of Spacecraft and Rockets　(in press)　2025年9月17日

    DOI： 10.2514/1.A36222 　

  3. Deep Learning for Constructing Ordinary Differential Equations in Hamiltonian Formulation of Multibody Systems 国際誌 査読有り

    Dong, S., Kuzuno, R., Makihara, K., Otsuka, K.

    Mechanics Research Communications　(in press)　2025年9月

  4. Reduced-order modeling of Hamiltonian formulation in flexible multibody dynamics: Theory and simulations 国際誌 査読有り

    Shuonan Dong, Ryo Kuzuno, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Applied Mathematical Modelling　144　116055-116055　2025年8月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.apm.2025.116055 　

    ISSN：0307-904X

  5. Magnetostrictive Vibration Suppression via Integration of Current Amplification Negative Capacitor and Current Inversion Semi-Active Control Circuit 国際誌 査読有り

    An Li, Yuusuke Kobayashi, Yushin Hara, Kanjuro Makihara

    Journal of Intelligent Material Systems and Structures　(in press)　2025年8月

    DOI： 10.1177/1045389X241291217 　

  6. Switch control strategy adapted to multimodal vibration and circuit with fewer diodes for magnetostrictive energy harvesting 査読有り

    Yuusuke Kobayashi, An LI, Suhaib Solehuddin, Kota Koyano, Yushin Hara, Kanjuro MAKIHARA

    Smart Materials and Structures　34　(6)　065039　2025年6月16日

    出版者・発行元： IOP Publishing

    DOI： 10.1088/1361-665x/ade4ea 　

    ISSN：0964-1726

    eISSN：1361-665X

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    Abstract Vibration energy harvesting (VEH) has garnered substantial attention in recent years. Among the various VEH technologies, magnetostrictive transducers stand out due to their remarkable resistance to shock and heat. This study presents a novel magnetostrictive VEH method that integrates an innovative circuit design with a switching control strategy to optimise energy harvesting. The proposed configuration comprises a magnetostrictive transducer, an electrical circuit, and an electronic switch. The design minimises energy losses and improves overall harvesting efficiency by utilising fewer diodes than conventional circuits. The switching control strategy regulates the electronic switch’s operation in response to multimodal vibrations. Numerical simulations were performed to evaluate the system’s performance and investigate how changes in transducer and circuit parameters affect the harvested energy. Experimental validation on a truss structure showed that the proposed method harvested 105 times more energy than traditional techniques.

  7. Model predictive control for optimized piezoelectric energy harvesting under multimodal vibration excitation: theory and simulation

    Meng Zhou, Yushin Hara, Kanjuro Makihara

    Engineering Research Express　7　(2)　025526-025526　2025年5月7日

    出版者・発行元： IOP Publishing

    DOI： 10.1088/2631-8695/add083 　

    eISSN：2631-8695

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    Abstract In this paper, a novel switching control strategy for multimodal piezoelectric vibration energy harvesting (PVEH) systems using model predictive control (MPC) is presented. Although conventional switching methods have been shown to be effective for single-degree-of-freedom systems, they are often unable to achieve optimal performance in multimodal vibration environments owing to the varying displacement amplitudes across different modes. To overcome this limitation, a mathematical model for multi-degree-of-freedom PVEH systems has been developed, and an MPC-based switching strategy has been proposed that optimizes energy-harvesting efficiency by predicting the system behavior over a finite time horizon. The proposed approach enables dynamic adaptation of the switching timing for both charge inversion and extraction switching based on the predicted future states. Numerical simulations demonstrate that the predictive switching method achieves a significantly higher energy-harvesting efficiency than the conventional method, with improvements observed in different scenarios with piezoelectric factors. The robustness of the method is validated by a parameter sensitivity analysis. A computational feasibility analysis also shows that the proposed strategy maintains real-time performance with control horizons of up to 35 units. These results suggest that the developed predictive switching control strategy offers a promising solution to improve energy-harvesting efficiency in practical multimodal PVEH applications.

  8. Partial heat curing enhancing space debris shielding performance in multi-layered inflatable structures 査読有り

    Hikaru Takahashi, Yoshihiro Sugiyama, Ryo Kuzuno, Sunao Hasegawa, Kiyonobu Ohtani, Yushin Hara, Kanjuro Makihara

    Journal of Space Safety Engineering　7　(2)　025526　2025年5月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jsse.2025.04.002 　

    ISSN：2468-8967

  9. Support Vector Machine Framework for Detecting Ambiguous Contours of Space Debris Cloud 国際誌 査読有り

    Daisuke Morimoto, Hikaru Takahashi, Yoshihiro Sugiyama, Keisuke Otsuka, Kiyonobu Ohtani, Sunao Hasegawa, Kanjuro Makihara

    Journal of Spacecraft and Rockets　62　(2)　528-541　2025年3月

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)

    DOI： 10.2514/1.a35927 　

    ISSN：0022-4650

    eISSN：1533-6794

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    Operational spacecraft are prepared for collisions with space debris by installing protective walls (bumpers). A group of vaporized and liquefied microparticles generated by debris collisions is called a debris cloud. To evaluate the protective performance of bumpers, it is important to measure the spread velocity and angle of the debris cloud. However, debris cloud images exhibit ambiguous contours of debris clouds. Consequently, measurement errors in the spread velocity and spread angles occur because of the observer’s subjectivity. Commonly used derivative-based methods can detect steep contours; however, they cannot detect ambiguous contours such as those of debris clouds. In this study, a method for uniquely detecting the ambiguous contours of a debris cloud based on supervised machine learning and a continuous wavelet transform (CWT) is proposed. Feature points that indicate candidate points of the debris cloud contour are extracted using a method based on CWT. Four types of specific features for debris cloud contours were assigned to the feature points. Supervised machine learning using a support vector machine can detect the debris cloud contours. The proposed method enables the evaluation of the ambiguous contours of a debris cloud and the protection performance of a bumper without observer subjectivity.

  10. Statistically Oriented Optimal Control and Disturbance Prediction for Piezoelectric Semi-Active Vibration Suppression 国際誌 査読有り

    Mizuki Abe, Koyo Mishima, Yushin Hara, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    IEEE Transactions on Control Systems Technology　33　(1)　165-180　2025年1月

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/tcst.2024.3463333 　

    ISSN：1063-6536

    eISSN：1558-0865 2374-0159

  11. Numerical Study with Nonlinear Finite Element Methods Based on Green-Lagrange Strain for Dynamics and Statics of Nonequatorial Space Elevator 査読有り

    Kuzuno, R, Dong, S, Takahashi, Y, Okada, T, Shizuno, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Journal of Evolving Space Activities　2　197　2024年12月

    DOI： 10.57350/jesa.197 　

  12. Moving Morphable Components Using Strain-Based Beam Geometry Description for Topology Optimization 国際誌 国際共著 査読有り

    Keisuke Otsuka, Hiroki Yamashita, Hiroyuki Sugiyama, Shuonan Dong, Ryo Kuzuno, Kanjuro Makihara

    AIAA Journal　62　(12)　4846-4854　2024年12月

    出版者・発行元： American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)

    DOI： 10.2514/1.j064272 　

    ISSN：0001-1452

    eISSN：1533-385X

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    In the moving-morphable-component topology optimization, morphable components are introduced as a geometrical model mapped onto the background finite elements, and their shape parameters are utilized as design variables for topology optimization. Whereas a complex curved geometry ensuring [Formula: see text] continuity can be generated using existing curved components, the component curvatures cannot be selected as design variables in the existing methods; thus geometric constraints associated with curvatures cannot also be directly imposed. To address this issue, this study proposes a curvature-based morphable component by introducing the curvilinear geometry representation in the strain-based beam formulation. Since the proposed component is parameterized by curvatures using the curvilinear equation, the component curvatures can be utilized as the design variables. This allows for directly imposing curvature constraints on structural members, thereby accounting for the manufacturability of an optimal topology. It is demonstrated that a symmetric placement of the design variables using the midpoint curvilinear coordinate system is critical in ensuring convergence of the proposed curvature-based component optimization. The symmetric curvature component is further extended to account for multiple curvatures within a single component while ensuring [Formula: see text] continuity. Several examples are presented to demonstrate the benefits of the proposed multicurvature component for topology optimization.

  13. Nonlinear Dynamic Analysis Framework for Slender Structures Using the Modal Rotation Method 査読有り

    Yoshitaka Shizuno, Shuonan Dong, Ryo Kuzuno, Taiki Okada, Shugo Kawashima, Kanjuro Makihara, Keisuke Otsuka

    Journal of Computational and Nonlinear Dynamics　20　(2)　021002　2024年11月20日

    出版者・発行元： ASME International

    DOI： 10.1115/1.4067201 　

    ISSN：1555-1415

    eISSN：1555-1423

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    Abstract Owing to their low induced drag, high-aspect-ratio wings are often applied to aircraft, particularly high-altitude long-endurance aircraft. An analytical method that considers geometrical nonlinearity is necessary for the analysis of high-aspect-ratio wings as they tend to undergo large deformations. Nonlinear shell/plate or solid finite element methods are widely used for the static analysis of wing strength. However, an increase in the number of elements drastically increases the computational costs of nonlinear finite element methods owing to the complexity of wing shapes. The modal rotation method (MRM) can avoid this additional expense by analyzing large deformations based on modes and stiffness matrices obtained from any linear or linearized model. However, MRM has only been formulated as a static analysis method. In this study, a novel modal-based dynamic analysis framework, referred to as dynamic MRM (DMRM), is developed to analyze slender cantilever structures. This paper proposes a method to discretize dynamics by capitalizing on the fact that MRM considers geometrical nonlinearity based on deformed shapes. Additionally, a formulation method for the work performed by an external force modeled as a follower force is proposed. The energy stored in the structure was consistent with the work performed by an external force in each performed simulation. The proposed DMRM selects the modes used for analyses and systematically determines a time step according to the modes. DMRM achieved a 95% reduction in the calculation time compared with a nonlinear plate finite element method in a performed simulation.

  14. Piezoelectric flutter energy harvesting: absolute nodal coordinate formulation model and wind tunnel experiment 国際誌 国際共著 査読有り

    Taisei Mukogawa, Kento Shimura, Shuonan Dong, Koji Fujita, Hiroki Nagai, Masaki Kameyama, Yu Shi, Yu Jia, Constantinos Soutis, Hiroki Kurita, Fumio Narita, Yushin Hara, Kanjuro Makihara, Keisuke Otsuka

    Mechanics Research Communications　143　104351-104351　2024年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.mechrescom.2024.104351 　

    ISSN：0093-6413

  15. A novel and efficient Hamiltonian dynamic analysis approach for constraint force determination in flexible multibody systems 査読有り

    Shuonan Dong, Ryo Kuzuno, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Journal of Sound and Vibration　588　118517-118517　2024年10月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jsv.2024.118517 　

    ISSN：0022-460X

  16. System Identification of Space Structures Subjected to Unknown Disturbances Using Piezoelectric Device 査読有り

    Tang, T, Hara, Y, Zhou, M, Otsuka, K, Makihara, K

    Journal of Evolving Space Activities　2　158　2024年9月

    DOI： 10.57350/jesa.158 　

  17. Semi-Active Structural Excitation Method to Realize Energy-Saving On-Orbit Identification 国際誌 査読有り

    Hara, Y, Tang, T, Otsuka, K, Makihara, K

    Journal of Evolving Space Activities　2　125　2024年8月

    DOI： 10.57350/jesa.125 　

  18. State observer of multibody systems formulated using differential algebraic equations 国際誌 招待有り 査読有り

    Taiki Okada, Shuonan Dong, Ryo Kuzuno, Yuya Takahashi, Yoshitaka Shizuno, Yushin Hara, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Multibody System Dynamics　62　(4)　401-431　2024年6月6日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s11044-024-09995-z 　

    ISSN：1384-5640

    eISSN：1573-272X

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    Abstract Multibody dynamics comprises methodologies for the design and analysis of mechanical systems, with Kalman filters being the principal state estimation methods. The Kalman filters are generally formulated for unconstrained systems, the dynamics of which are described by ordinary differential equations in state-space models. However, multibody systems are constrained systems, and the commonly used method to describe their dynamics involves using differential algebraic equations (DAEs) comprising differential and algebraic equations. The differential equations also include the Lagrange multipliers. Hence, incorporating multibody systems, described by DAEs into the scheme of Kalman filters, cannot be achieved straightforwardly, which facilitates different strategies being addressed. This study develops a novel method for converting DAEs into a state-space model. A transition model of the time derivatives of Lagrange multipliers and a Lagrange multiplier constraint vector are devised and used in the state and output equations, respectively. The continuous- and discrete-time extended Kalman filters (CEKF and DEKF) are constructed using the proposed state-space model, and state estimations are simulated on the benchmark planar four- and five-bar linkages. Further, a demonstration of system observability is conducted, and sensitivity to the initial state estimates is studied. These tests demonstrate that the proposed state-space model achieves observable systems and that both the CEKF and DEKF, constructed using the proposed state-space model, can estimate the states with a wide range of initial conditions.

  19. High-Fidelity Flexible Multibody Model Considering Torsional Deformation for Nonequatorial Space Elevator 国際誌 国際共著 査読有り

    Ryo Kuzuno, Shuonan Dong, Yuya Takahashi, Taiki Okada, Cheng Xue, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Acta Astronautica　220　504-515　2024年5月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.actaastro.2024.05.008 　

    ISSN：0094-5765

  20. Comparison of Magnetostrictive-Actuated Semi-Active Control Methods Based on Synchronized Switching 査読有り

    An Li, Yuusuke Kobayashi, Yushin Hara, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Actuators　13　(4)　143-143　2024年4月12日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/act13040143 　

    eISSN：2076-0825

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    Three distinct synchronized switching circuits based on a magnetostrictive actuator are compared in this paper to examine their control mechanisms and circuit characteristics. These circuits include a semi-active shunt circuit, a semi-active current inversion and amplification circuit, and a semi-active automatic current inversion and amplification circuit. Each circuit type employs an additional electronic switch. The synchronized switching method enables the rational control of the circuit current generated by the magnetostrictive actuator to fulfill any desired control strategy. Simulation and experimental results on a 10-bay truss structure reveal that the three circuits can effectively adjust the polarity of the induced current as needed. The three circuits are then compared to thoroughly analyze their unique characteristics and explain their respective advantages and dis-advantages. Using the comparison results, various options available for control circuit design are demonstrated.

  21. Energy harvesting using magnetostrictive materials: Effects of material anisotropy and stress multiaxiality 国際誌 国際共著 査読有り

    Yuanyuan Liu, Laurent Daniel, Gael Sebald, Mickaël Lallart, Kanjuro Makihara, Benjamin Ducharne

    Sensors and Actuators A: Physical　366　115017-115017　2024年2月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.sna.2024.115017 　

    ISSN：0924-4247

  22. Fractional-order modelling and dynamic analysis on a typical beam structure incorporated with a semi-active particle damping equipment 国際誌 国際共著 査読有り

    Cheng Xue, Jinxiao Ye, Ryo Kuzuno, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara, Zhaowang Xia

    Powder Technology　433　119219-119219　2024年1月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.powtec.2023.119219 　

    ISSN：0032-5910

  23. Magnetostrictive-based induced current inversion and amplification: Semi-active vibration suppression for multiple-degree-of-freedom flexible structures 査読有り

    An Li, Yuusuke Kobayashi, Yushin Hara, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Journal of Sound and Vibration　568　118069-118069　2024年1月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jsv.2023.118069 　

    ISSN：0022-460X

  24. Establishment of Iterative Modeling Method for Spherical Tensegrity Structure Using Rotational Symmetry and Regular Polyhedron Configuration 国際誌 査読有り

    Erina Mori, Yuta Matsumoto, Nariyuki Kawabata, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Mechanics Research Communications　135　104217-104217　2023年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.mechrescom.2023.104217 　

    ISSN：0093-6413

  25. Analysis of energy conversion capability among various magnetostrictive materials for energy harvesting 国際誌 国際共著 査読有り

    Yuanyuan Liu, Mickael Lallart, Benjamin Ducharne, Kanjuro Makihara, Gael Sebald

    Smart Materials and Structures　32　(12)　125004-125004　2023年10月30日

    出版者・発行元： IOP Publishing

    DOI： 10.1088/1361-665x/ad0392 　

    ISSN：0964-1726

    eISSN：1361-665X

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    Abstract This work addresses vibrational energy harvesting using magnetostrictive materials. In this field, materials with exceptional magneto-mechanical coupling properties (e.g. Galfenol, Terfenol-D) have attracted significant attention. Only a few magnetostrictive materials have been tested in devices, however, leaving the actual influence of these materials’ properties on the energy harvesting device open to question. This work compares an extensive range of ferromagnetic materials through analysis of their magnetic behavior under static stress. To enable fair comparison of the materials, a model was developed to interpolate their magnetic anhysteretic curves under fixed stress of σ = ±50 MPa. The energy harvesting process was then simulated using a theoretical Ericsson thermodynamic cycle, where the area represents the energy density. This approach estimates the ultimate energy density of the materials using a fair approach, without placing conditions on the applied magnetic field. The correlation between ultimate energy density and the magnetoelastic coefficient show that highly magnetostrictive materials achieve higher ultimate energy densities, as expected. In the low field range, it is however concluded that all materials exhibit energy densities of the same order of magnitude. Secondly, the magnetoelastic coefficient versus excitation field characteristics revealed an optimal bias magnetic field for each material. Finally, for realistic implementation, the paper considers a pre-stress in combination with a bias magnetic field and the small dynamic variations that result from currents induced in surrounding coils. A model was developed and revealed an optimum output energy density that was independent of the geometry and the coil. An energy harvesting figure of merit was then defined to enable a final comparison of the materials, encompassing both material characteristics and realistic applications. Under these working conditions and with all costs considered, some low-magnetostriction materials appeared able to compete with giant magnetostriction materials.

  26. Performance of Magnetostrictive Small Wind Turbine using Fe–Co Base Clad Films 国際誌 査読有り

    Ueno, T, Mukogawa, T, Dong, S, Nakaki, T, Kurita, H, Otsuka, K, Makihara, K, Narita, F

    Advanced Engineering Materials　25　(19)　2300185　2023年9月

    DOI： 10.1002/adem.202300185 　

  27. Moving Morphable Multicomponents Introducing Intent of Designer in Topology Optimization 国際誌 国際共著 査読有り

    Otsuka, K, Dong, S, Kuzuno, R, Sugiyama, H, Makihara, K

    AIAA Journal　61　(4)　1720-1734　2023年7月

    DOI： 10.2514/1.J062210 　

  28. Energy Harvesting Using Magnetostrictive Transducer Based on Switch Control 国際誌 国際共著 査読有り

    Li, A, Goto, K, Kobayashi, Hara, Y, Jia, Y, Shi, Y, Soutis, C, Kurita, H, Narita, F, Otsuka, K, Makihara, K

    Sensors and Actuators: A. Physical　355　114303　2023年6月

    DOI： 10.1016/j.sna.2023.114303 　

    ISSN：0924-4247

  29. Semi-Active Switching Vibration Control with Tree-Based Prediction and Optimization Strategy 国際誌 査読有り

    Abe, M, Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Journal of Intelligent Material Systems and Structures　34　(4)　440-460　2023年4月2日

    DOI： 10.1177/1045389X221109253 　

    ISSN：1045-389X

    eISSN：1530-8138

  30. Hamiltonian Formulation with Reduced Variables for Flexible Multibody Systems: Theory and Experiment 国際誌 査読有り

    Dong, S, Otsuka, K, Makihara, K

    Journal of Sound and Vibration　547　117535　2023年4月1日

    DOI： 10.1016/j.jsv.2022.117535 　

  31. Investigation of Energy Harvesting Capabilities of Metglas 2605SA1 査読有り

    Yuanyuan Liu, Benjamin Ducharne, Gaël Sebald, Kanjuro Makihara, Mickaël Lallart

    Applied Sciences　13　(6)　3477-3477　2023年3月9日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/app13063477 　

    eISSN：2076-3417

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    In the framework of electromechanical energy conversion devices for vibrational energy harvesting, magnetostrictive materials are an attractive alternative solution to the brittleness of piezoelectric materials. Electromagnetic systems have low voltage output at a low frequency while magnetostrictive materials are suitable for a larger frequency bandwidth. In this work, a special experimental emphasis is placed on Fe80Si9B11 (also known as Metglas 2605SA1) alloy. The ultimate energy conversion abilities are investigated by performing experimental Ericsson cycles as well as through theoretical predictions using a dedicated model for the magnetic curves at the material scale. Typical output magnetic energy densities ranged between 0.1 and 1 mJ/cm3/cycle under moderate stress (<100 MPa) and magnetic excitation (up to 4 kA/m). Apart from its energy conversion abilities, Metglas 2605SA1 also features attractive characteristics for realistic applications in microgenerators, such as a low price, which is an important advantage for the mass production and cost-effectiveness of the harvester. Furthermore, its soft magnetic property reduces the need for high magnetic fields and yields a well-adapted solution from a system point of view. It is therefore shown that this material is a suitable conversion material according to the available stress and magnetic excitation magnitudes, in addition to economic considerations.

  32. Strategy for Performance Improvement in Piezoelectric Semi-Active Structural System Identification by Excluding Switching Failures using Pseudo-State Feedback 国際誌 査読有り

    Hara, Y, Tang, T, Otsuka, K, Makihara, K

    Mechanical Systems and Signal Processing　187　(15)　109906　2023年3月2日

    DOI： 10.1016/j.ymssp.2022.109906 　

    ISSN：0888-3270

    eISSN：1096-1216

  33. Low-Energy-Consumption Structural Identification with Switching Piezoelectric Semi-Active Input 国際誌 査読有り

    Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Mechanical Systems and Signal Processing　187　(15)　109914　2023年3月1日

    DOI： 10.1016/j.ymssp.2022.109914 　

    ISSN：0888-3270

    eISSN：1096-1216

  34. Self-Sensing Method for Semi-Active Structural Identification by Removing Piecewise Bias from Piezoelectric Voltage 国際誌 査読有り

    Hara, Y, Tang, T, Otsuka, K, Makihara, K

    Sensors & Actuators: A. Physical　347　113907　2022年10月

    DOI： 10.1016/j.sna.2022.113907 　

    ISSN：0924-4247

  35. Consistent Strain-Based Multifidelity Modeling for Geometrically Nonlinear Beam Structures 国際誌 国際共著 査読有り

    Otsuka, K, Wang, Y, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

    Transactions of ASME, Journal of Computational and Nonlinear Dynamics　17　(11)　111003　2022年9月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1115/1.4055310 　

    ISSN：1555-1415

    eISSN：1555-1423

  36. Strain-Based Geometrically Nonlinear Beam Formulation for Rigid–Flexible Multibody Dynamic Analysis 国際誌 国際共著 査読有り

    Otsuka, K, Wang, Y, Palacios, R, Makihara, K

    AIAA Journal　60　(8)　4954-4968　2022年8月25日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2514/1.J061516 　

  37. Joint Parameters for Strain-Based Geometrically Nonlinear Beam Formulation: Multibody Analysis and Experiment 国際誌 査読有り

    Otsuka, K, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

    Journal of Sound and Vibration　538　(10)　117241-117241　2022年8月9日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1016/j.jsv.2022.117241 　

    ISSN：0022-460X

  38. Nonequatorial Space Elevator Analysis of Dynamics and Energy Using Three-Dimensional Nonlinear Finite Element Method Extended to Non-Inertial Coordinate System 国際誌 査読有り

    Kuzuno, R, Dong, S, Okada, T, Otsuka, K, Makihara, K

    IEEE Access　10　43964-43980　2022年5月

    DOI： 10.1109/ACCESS.2022.3168666 　

  39. Recent Advances in the Absolute Nodal Coordinate Formulation: Literature Review from 2012 to 2020 国際誌 国際共著 査読有り

    Otsuka, K, Makihara, K, Sugiyama, H

    Transactions of ASME, Journal of Computational and Nonlinear Dynamics　17　(8)　080803　2022年4月

    DOI： 10.1115/1.4054113 　

  40. Comprehensive Predictive Control for Vibration Suppression Based on Piecewise Constant Input Formulation 査読有り

    Takamoto, I, Abe, M, Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Journal of Intelligent Material Systems and Structures　33　(7)　901-917　2022年4月

    DOI： 10.1177/1045389X211038703 　

    ISSN：1045-389X

    eISSN：1530-8138

  41. Numerical and Experimental Analysis of Additively Manufactured Particle Dampers at Low Frequencies 査読有り

    Guo, H, Ichikawa, K, Sakai, H, Zhang, H, Zhang, X, Tsuruta, K, Makihara, K, Takezawa, A

    Powder Technology　369　696-709　2022年1月

    DOI： 10.1016/j.powtec.2021.11.029 　

    ISSN：0032-5910

    eISSN：1873-328X

  42. Geometrically nonlinear aeroelastic characteristics of highly flexible wing fabricated by additive manufacturing 査読有り

    Natsuki Tsushima, Masato Tamayama, Hitoshi Arizono, Kanjuro Makihara

    Aerospace Science and Technology　117　106923-106923　2021年10月

    出版者・発行元： Elsevier {BV}

    DOI： 10.1016/j.ast.2021.106923 　

  43. Adaptive and Robust Operation with Active Fuzzy Harvester under Nonstationary and Random Disturbance Conditions 国際誌 査読有り

    Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Sensors　21　(11)　3913　2021年7月

    DOI： 10.3390/s21113913 　

    ISSN：1424-8220

  44. Three-Dimensional Aeroelastic Model for Successive Analyses of High-Aspect-Ratio Wings 国際誌 査読有り

    Otsuka, K, Wang, Y, Makihara, K

    Transactions of ASME, Journal of Vibration and Acoustics　143　(6)　061006-41　2021年3月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1115/1.4050276 　

    ISSN：1048-9002

    eISSN：1528-8927

  45. Assessment of Space Debris Collisions Against Spacecraft with Deorbit Devices 国際誌 査読有り

    Tomizaki, H, Kobayashi, R, Suzuki, M, Karasawa, N, Hasegawa, S, Makihara, K

    Advances in Space Research　67　(5)　1526-1534　2021年3月

    DOI： 10.1016/j.asr.2020.12.018 　

  46. Absolute Nodal Coordinate Formulation with Vector-Strain Transformation for High Aspect Ratio Wings 国際誌 査読有り

    Otsuka, K, Wang, Y, Makihara, K

    Transactions of ASME, Journal of Computational and Nonlinear Dynamics　16　(1)　011007　2021年1月

    DOI： 10.1115/1.4049028 　

  47. Damage Assessment for Electrodynamic Tape Tether Against Space Debris Impact 査読有り

    Fujiwara, M., Tomizaki, H., Hasegawa, S., Ohtani, K.,, Makihara, K.

    Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan　19　(1)　34-41　2021年1月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2322/tastj.19.34 　

    eISSN：1884-0485

  48. Piezoelectric Energy Enhancement Strategy for Active Fuzzy Harvester with Time-Varying and Intermittent Switching 査読有り

    Hara, Y, Zhou, M, Li, A, Otsuka, K, Makihara, K

    Smart Materials and Structures　30　(1)　015038-015038　2020年12月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1088/1361-665X/abca08 　

    ISSN：0964-1726

    eISSN：1361-665X

  49. 3Dプリンティングによる大変形を伴う柔軟翼の空力弾性特性 査読有り

    津島夏輝, 玉山雅人, 槙原幹十朗, 有薗仁

    日本機械学会論文集　86　(890)　19-00452　2020年10月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1299/transjsme.19-00452 　

    eISSN：2187-9761

  50. Predictive Switching Vibration Control Based on Harmonic Input Formulation 国際誌 査読有り

    Takamoto, I, Abe, M, Hara, Y, Nakahara, T, Otsuka, K, Makihara, K

    Sensors & Actuators: A. Physical　315　112271　2020年8月

    DOI： 10.1016/j.sna.2020.112271 　

    ISSN：0924-4247

  51. Self-Sensing State Estimation of SSHI Energy Harvesters 国際誌 査読有り

    Hara, Y, Yamamoto, Y, Makihara, K

    Journal of Intelligent Material Systems and Structures　31　(20)　2326-2341　2020年8月

    DOI： 10.1177/1045389X20943944 　

    ISSN：1045-389X

    eISSN：1530-8138

  52. Damage of Twisted Tape Tethers on Debris Collision 査読有り

    Yoshiyuki Uwamino, Michihiro Fujiwara, Honoka Tomizaki, Kiyonobu Ohtani, Kanjuro Makihara

    International Journal of Impact Engineering　137　Article No. 103440-103440　2020年3月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1016/j.ijimpeng.2019.103440 　

    ISSN：0734-743X

  53. Multifidelity Modeling of Deployable Wings: Multibody Dynamic Simulation and Wind Tunnel Experiment 国際誌 国際共著 査読有り

    Otsuka, K, Wang, Y, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

    AIAA Journal　57　(10)　4300-4311　2019年10月

    DOI： 10.2514/1.J058676 　

  54. ピエゾアクチュエータによるモーフィング翼の非線形空力弾性解析 査読有り

    津島夏輝, 有薗仁, 横関智弘, 槙原幹十朗

    日本機械学会論文集　85　(979)　Article No. 18-00506　2019年10月

    DOI： 10.1299/transjsme.18-00506 　

  55. Compact, Digital and Self-Powered Piezoelectric Vibration Energy Harvester with Generation Control using Voltage Measurement Circuit 査読有り

    Yushin Hara, Kensuke Saito, Kanjuro Makihara

    Sensors & Actuators: A. Physical　299　Article No. 111609　2019年9月

    DOI： 10.1016/j.sna.2019.111609 　

    ISSN：0924-4247

  56. Fracture Investigation of Hollow Cylindrical Tether during Space Debris Impact 査読有り

    Sasahara, K, Uwamino, Y, Hasegawa, S, Makihara, K

    Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan　17　(3)　383-391　2019年5月

    DOI： 10.2322/tastj.17.383 　

  57. Absolute nodal coordinate beam element for modeling flexible and deployable aerospace structures 査読有り

    Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    AIAA Journal　57　(3)　1343-1346　2019年3月

    DOI： 10.2514/1.J057780 　

    ISSN：0001-1452

  58. Versatile absolute nodal coordinate formulation model for dynamic folding wing deployment and flutter analyses 国際誌 国際共著 査読有り

    Keisuke Otsuka, Yinan Wang, Kanjuro Makihara

    Transactions of the ASME, Journal of Vibration and Acoustics　141　(1)　Article No. 011014　2019年2月1日

    DOI： 10.1115/1.4041022 　

    ISSN：1048-9002

    eISSN：1528-8927

  59. 平板の超音速パネルフラッタ振動を利用した圧電振動発電における圧電素子最適配置 査読有り

    亀山正樹, 笠原尚哉, 石川皓士, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会論文集　66　(2)　47-52　2018年4月

    DOI： 10.2322/jjsass.66.47 　

  60. Deployment simulation using absolute nodal coordinate plate element for next-generation aerospace structures 査読有り

    Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    AIAA Journal　56　(3)　1266-1276　2018年3月

    DOI： 10.2514/1.J056477 　

    ISSN：0001-1452

  61. Structural evaluation for electrodynamic tape tethers against hypervelocity space debris impacts 査読有り

    Kanjuro Makihara, Shu Kondo

    AIAA, Journal of Spacecraft and Rockets　55　(2)　462-472　2018年1月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2514/1.A34023 　

    ISSN：0022-4650

  62. Bayesian Cloud Extraction for Assessment of Space-Debris Impact Using Conditional Entropy 査読有り

    Kanjuro Makihara, Yoshihiro Oki

    AIAA, Journal of Spacecraft and Rockets　54　(6)　1235-1245　2017年11月

    DOI： 10.2514/1.A33856 　

    ISSN：0022-4650

    eISSN：1533-6794

  63. Deployable wing model considering structural flexibility and aerodynamic unsteadiness for deployment system design 国際誌 国際共著 査読有り

    Keisuke Otsuka, Yinan Wang, Kanjuro Makihara

    Journal of Sound and Vibration　408　105-122　2017年11月

    DOI： 10.1016/j.jsv.2017.07.012 　

    ISSN：0022-460X

    eISSN：1095-8568

  64. Analog self-powered harvester achieving switching pause control to increase harvested energy 査読有り

    Kanjuro Makihara, Kei Asahina

    Smart Materials and Structures　26　(5)　Article No. 055007　2017年5月

    DOI： 10.1088/1361-665X/aa676c 　

    ISSN：0964-1726

    eISSN：1361-665X

  65. Strategy for enhancing the active harvesting of piezoelectric energy 査読有り

    Kenji Yoshimizu, Yuta Yamamoto, Kei Asahina, Kanjuro Makihara

    Journal of Intelligent Material Systems and Structures　28　(8)　1059-1070　2017年5月

    DOI： 10.1177/1045389X16672592 　

    ISSN：1045-389X

    eISSN：1530-8138

  66. Energy Investigation into Damage Evaluation of Pressure Wall at Oblique Impacts 査読有り

    Makihara, K., Oki, Y., Hasegawa, S.

    Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan　14　(ists30)　Pr_1-Pr_8　2016年9月

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本航空宇宙学会

    DOI： 10.2322/tastj.14.Pr_1 　

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    <p>To analyze the shielding performance of Whipple bumpers, it is essential to clarify the characteristics of a debris cloud that is created owing to a hypervelocity impact. However, lesser attention has been paid on studies on the debris clouds produced by oblique impacts compared to those produced by normal impacts. We thus evaluate the damage of the pressure walls after oblique impacts. Two energy indices are proposed that can determine the destructive capability to the pressure wall. The proposed energy indices are related to the kinematic energy of the debris clouds. These energy indices are demonstrated to show the destructive capability and to uniformly evaluate the damage of the pressure wall. The spatial distributions of the kinetic energy are calculated by the smoothed particle hydrodynamics simulation. In addition to the simulation, impact experiments are conducted with two pieces of apparatus: a two-stage light gas sun and a single-stage powder gun. We discussed the correlation between the characteristics of the debris clouds at the oblique impacts and the damage of the pressure walls.</p>

  67. スペースデブリ衝突におけるアルミテザー破断基準の算出方法 査読有り

    近藤周, 沖義弘, 長谷川直, 槙原幹十朗

    航空宇宙技術　15　79-84　2016年7月9日

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本航空宇宙学会

    DOI： 10.2322/astj.15.79 　

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    Since a large number of debris exists in the low earth orbit (LEO), deorbiting of the debris is an important subject in the space development. Electro-dynamic tether (EDT) system is a promising method to remove the debris from the LEO. The EDT is cost-effective because the material of the tether is cheap and the propellant is not required. However, the diameter of the tether is thin and the length is very long. Then, the EDT has a high risk to be severed by small meteoroids and the other small debris. To assess the survivability of the EDT, sever criteria are needed and have been proposed. However, the previously proposed criteria are different from each other, and they are not well grounded. In this paper, we propose a new experimental method to determine sever criteria based on the experimental results. Then, we carry out hypervelocity impact experiments to determine the new criteria and compare them with the previous criteria. Moreover, we calculate the survivability of an EDT system on the basis of proposed sever criteria.

  68. Aeroelastic deployable wing simulation considering rotation hinge joint based on flexible multibody dynamics 査読有り

    Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    Journal of Sound and Vibration　369　147-167　2016年5月

    DOI： 10.1016/j.jsv.2016.01.026 　

    ISSN：0022-460X

    eISSN：1095-8568

  69. Survival Probability of Hollow Cylindrical Mesh Tether Under Space Debris Impact 査読有り

    Kanjuro Makihara, Norihiko Matsumoto

    AIAA, Journal of Spacecraft and Rockets　53　(3)　520-527　2016年5月

    DOI： 10.2514/1.A33379 　

    ISSN：0022-4650

    eISSN：1533-6794

  70. 振動ハーベスティングにおける発電エネルギ増加制御の研究 査読有り

    槙原幹十朗, 吉水謙司, 竹澤晃弘

    日本機械学会論文集　82　(835)　Article No. 15-00499-00499-15-00499　2016年3月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本機械学会

    DOI： 10.1299/transjsme.15-00499 　

    ISSN：2187-9761

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    In this paper, we propose a new control method to boost electrical energy. Vibration energy harvesting extracts electrical energy from structural vibrations. To boost the harvested energy, synchronized switching harvesting on inductor (SSHI) technique has been proposed and developed. With a harvesting circuit including an inductor and a switch, SSHI technique controls electric current by switching action. The technique effectively converts the mechanical energy of structural vibration to electrical energy, but at the same time, it suppresses the amplitude of mechanical vibration. Because the voltage generated by a piezoelectric transducer depends on the vibrational amplitude, the decrease in the vibrational amplitude leads to the reduction in the generated voltage. As a result, the harvested energy is decreased. We confirm that the vibrational amplitude and the harvested energy are decreased with SSHI. To solve this critical problem, we devise a new control strategy to boost the harvested energy. The original SSHI conducts switching action at every peaks of vibrational displacement. In order to avoid the suppression of vibration, our control strategy is designed to temporarily stop the switching action. The structure is excited to vibrate by a vibration exciter. While switching action is stopped, the vibrational amplitude will be recovered from the suppressed amplitude by the excitation force, which makes the vibrational amplitude as high as possible. Accordingly, the harvested energy will increase. We experimentally demonstrate that our control strategy holds back only 12.6% reduction of the vibrational amplitude, while the original SSHI causes as much as 76.4% reduction. The piezoelectric voltage is up to 2.9 times greater than that with the original SSHI. Experimental results show that the proposed control strategy can generate 8.4 times larger electrical energy than the original SSHI.

  71. 質量変化を伴う柔軟多体システムのMBD解析 査読有り

    槙原幹十朗, 吉川尭志, 菅原佳城

    日本機械学会論文集　82　(834)　Article No. 15-00504　2016年2月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本機械学会

    DOI： 10.1299/transjsme.15-00504 　

    ISSN：2187-9761

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    In this paper, we propose a formulation method for flexible multi-body systems with mass loss. The method derives the equation of motion using the velocity transformation method, in consideration of the shift of center-of-mass. There are three research purposes in this paper. The first purpose is to extend the velocity transformation method for describing flexible bodies. Conventional velocity transformation method has only focused on the dynamics of rigid bodies. The restoring force due to flexibility is introduced to the equation of motion as generalized external force. Our proposed method can deal with rigid, elastic, or geometric connections, such as hinge and sliding joints. The second purpose is to formulate flexible multi-body systems with mass loss. Conventional Kanes technique only deals with the dynamics of particles. On the other hand, the proposed method can express the dynamics for the mixed model of particles and rigid bodies, where particle elements express the mass change of the system. The third purpose is to verify the high usefulness of our method for the dynamics simulation of a flying rocket. The rocket is a representative multi-body system whose mass varies. We analyze the flight characteristics, such as pitch angle, for rocket models associated with the variation in stiffness. The simulation indicates that the mass loss greatly affects the dynamics of rockets. The calculation demonstrates a large difference in the flight dynamics between rigid and flexible models.

  72. Parametric Studies for the Aeroelastic Analysis of Multibody Wings 査読有り

    OTSUKA Keisuke, MAKIHARA Kanjuro

    Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan　14　(30)　Pc_33-Pc_42　2016年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本航空宇宙学会

    DOI： 10.2322/tastj.14.Pc_33 　

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    <p>Air density on Mars is much lower than that on Earth. To generate sufficient lifting force to fly, Mars-airplanes need to have a larger wing area than Earth-airplanes. The recently developed Mars-airplanes have multibody wings that can be folded and deployed to realize larger wing area and compactness. Aeroelastic analyses of the wings are necessary to avoid catastrophic behaviors, such as flutter or divergence. However, conventional aeroelastic analysis methods cannot be applied to the multibody wing because these wings have mechanical joints for connecting wing bodies, and thus, they differ significantly from conventional wings. In this paper, a new analysis method that can be applied to the multibody wing is explained. The method combines aerodynamics, multibody dynamics theory, and absolute nodal coordinate formulation. By using this method, we simulate the aeroelastic motion of multibody wings. We investigate the changes in aeroelastic motion when we change the number of the wing bodies and the structural parameters.</p>

  73. Survivability Evaluation of Electrodynamic Tethers Considering Dynamic Fracture in Space-Debris Impact 査読有り

    Kanjuro Makihara, Ryo Takahashi

    AIAA, Journal of Spacecraft and Rockets　53　(1)　209-216　2016年1月

    DOI： 10.2514/1.A33328 　

    ISSN：0022-4650

    eISSN：1533-6794

  74. エネルギー回生式セミアクティブ振動制御装置に対するSRS制約を導入した圧電アクチュエータ最適配置 査読有り

    中野陽平, 竹澤晃弘, 槙原幹十朗, 北村充

    日本機械学会論文集　81　(830)　Article No. 15-00191-00191-15-00191　2015年10月25日

    出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/transjsme.15-00191 　

    ISSN：2187-9761

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    Vibration suppression is one of the most important problems in the design and operation of space structures. Due to limited launch capabilities, such structures need to be extremely light-weight although some structures succumb to vibrations because of their low structural stiffness. Moreover, vibrational energy is hard to disperse in the vacuum of space, in contrast to ground environments. These problems can be overcome by vibration control schemes.Vibration control schemes can be categorized into three types: active, passive and semi-active. The semi-active vibration control (SAVC), dynamically changes some property of the structure according to feedback from the state, without adding extra energy. SAVC systems are usually able to achieve higher performance than the passive vibration control schemes without the disadvantages of the active vibration control systems. In this study, optimal piezo actuator layout is solved by the introduction of Shock Response Spectrum (SRS) constraint which evaluates vibration and a shock.

  75. Synthetic Assessment of Self-Powered Energy-Harvesting Including Robustness Evaluation 査読有り

    Yamamoto, Y., Yoshimizu, K., Makihara, K.

    Mechanical Engineering Journal　2　(5)　Article No. 14-00549　2015年10月15日

    出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/mej.14-00549 　

    ISSN：2187-9745

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    We have developed a smart energy harvester that generates electrical energy from multi-modal vibrations. The harvester consists of a digital processor and a piezoelectric sensor, which allows the application of a technical method to improve the energy-conversion efficiency. The method is implemented by measuring the vibration displacements, processing the data digitally, and adequately regulating electric switches. These operations are managed by a built-in digital processor. The driving power for the digital processor is satisfied with a part of the energy harvested from structural vibrations. Thus, the harvester operates flexibly with the digital processor to enhance electrical energy generation, and requires neither batteries nor an external power supply. We refer to the proposed device as a self-powered energy harvester. An advantage of digital processing is that observations by a Kalman filter can be used to estimate modal structural vibrations. In addition to reducing sensor noise, the digital filter extracts modal values from the measured displacement data. Here, we describe the basic configuration of the proposed harvester and demonstrate energy harvesting from multi-modal vibrations for a structure with 2 degrees of freedom (DOF). We assess the internal energy consumption of self-powered control devices, such as the digital processor and DC/DC converter. In addition, we show the robustness of the proposed harvester by conducting a harvesting experiment with electrical noise. The results demonstrate that the self-powered energy harvester generates more electrical energy from 2DOF vibrations than does a conventional harvester, and accurately operates under noisy conditions.

  76. Power Evaluation of Advanced Energy-Harvester Using Graphical Analysis 査読有り

    Makihara, K., Takezawa, A., Shigeta, D., Yamamoto, Y.

    Mechanical Engineering Journal　2　(4)　Article No. 14-00444　2015年8月15日

    出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/mej.14-00444 　

    ISSN：2187-9745

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    In this paper, we present the benefits of bond-graph analysis for mechanical-electrical systems, which are energy-harvesters based on structural vibrations and electric loads. The bond-graph is an energy-based approach to describing physical-dynamic systems. It shows power flow graphically, which helps us understand the behavior of complicated systems in simple terms. Energy-harvesting involves conversion of power in mechanical form to the electrical one and the bond-graph is a good tool to analyze this flow. The bond-graph method can be used to calculate the dynamics of the combining mechanical and electrical systems simultaneously. The biggest advantage of the bond-graph technique is that it can be used with the systems that are subject to component alternations, such as inserting, removing and swapping. The bond-graph method involves solving simultaneous algebraic equations, instead of differential equations. On the other hand, in common simulation methods, such as solving differential equations, it is difficult to change the number of components because the differential equations will have to be reconstructed. Because the bond-graph has not been used for harvesting analysis, bond-graph models for harvesting need to be created in advance of numerical analysis. In this paper, we first proposed a piezoelectric model that matches the bond-graph method. We also propose a diode-bridge model and a harvesting controller model that are suitable for bond-graph analysis. We then analyze a self-powered energy harvester that has multi-bifurcated and looped flow in the mechanical-electrical coupled dynamics.

  77. 誤識別率を用いた超高速衝突のデブリクラウド抽出法 査読有り

    沖義弘, 松本紀彦, 大谷清伸, 長谷川直, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会論文集　63　(4)　157-165　2015年7月28日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2322/jjsass.63.157 　

    ISSN：1344-6460

  78. Transient Analysis of Self-Powered Energy-Harvesting using Bond-Graph 査読有り

    Makihara, K., Shigeta, D., Fuijta, Y., Yamamoto, Y.

    International Journal of Aerospace System Engineering　2　(1)　47-52　2015年7月1日

  79. Self-reliant wireless health monitoring based on tuned-mass-damper mechanism 査読有り

    Kanjuro Makihara, Hidekazu Hirai, Yuta Yamamoto, Hisao Fukunaga

    SMART STRUCTURES AND SYSTEMS　15　(6)　1625-1642　2015年6月

    DOI： 10.12989/sss.2015.15.6.1625 　

    ISSN：1738-1584

  80. A novel controller to increase harvested energy from negating vibration-suppression effect 査読有り

    Kanjuro Makihara, Yuta Yamamoto, Kenji Yoshimizu, Chikahiro Horiguchi, Hitoshi Sakaguchi, Katsumi Fujimoto

    Smart Materials and Structures　24　(3)　Article No. 037005　2015年3月

    DOI： 10.1088/0964-1726/24/3/037005 　

    ISSN：0964-1726

    eISSN：1361-665X

  81. Development of Wireless Health Monitoring System for Isolated Space Structures 査読有り

    Yuta YAMAMOTO, Kanjuro MAKIHARA

    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN　12　55-60　2014年9月22日

    出版者・発行元： Japan Society for Aeronautical and Space Sciences

    DOI： 10.2322/tastj.12.55 　

    ISSN：1884-0485

  82. Layout optimization methodology of piezoelectric transducers in energy-recycling semi-active vibration control systems 査読有り

    Akihiro Takezawa, Kanjuro Makihara, Nozomu Kogiso, Mitsuru Kitamura

    Journal of Sound and Vibration　333　(2)　327-344　2014年1月

    DOI： 10.1016/j.jsv.2013.09.017 　

    ISSN：0022-460X

    eISSN：1095-8568

  83. 過渡応答に対する完全セルフパワード・デジタル振動制御システムの特性 査読有り

    山本雄大, 鈴木孝宜, 槙原幹十朗

    日本機械学会論文集C編　79　(808)　490-493　2013年12月25日

    出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaic.79.5015 　

    ISSN：0387-5024

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    In the previous report, we presented a self-powered digital system for vibration control. The self-powered system automatically measures the displacement of vibrating structure and digitally calculates the vibration state. Then it regulates its electric switches and achieves effective vibration suppression. Especially, it harvests electrical energy from structural vibration and utilizes the energy for activating itself. Some experiments with the self-powered digital system were reported in the previous report, which showed good results only in the steady-state condition. In this note, we demonstrate how the system works in the transient-state. These experiments clearly show the processor's transition between the wake-up and the sleep modes according to the vibration amplitude.

  84. Mamdani推論法に基づく複数モード振動のロバスト制御 査読有り

    槙原幹十朗, 黒石千香子, 福永久雄

    知能と情報　25　(3)　730-739　2013年7月2日

    出版者・発行元： Japan Society for Fuzzy Theory and Intelligent Informatics

    DOI： 10.3156/jsoft.25.730 　

    ISSN：1347-7986

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    宇宙空間では宇宙機の姿勢・高度制御やドッキングなどにより構造物に様々な振動が発生する．打ち上げ軽量化の為に柔軟構造にならざるを得なく，真空中では振動が減衰しにくいので，宇宙構造物の振動問題は深刻である．宇宙構造物では，電力も限られている為，地上構造物のような多様な入力エネルギを用いる制御は受け入れられない．そのため，低エネルギ消費の振動制御として，構造物に取り付けた圧電素子をつないだ電気回路を活用するスイッチング型セミアクティブ手法は魅力的である．スイッチング型セミアクティブ振動制御では電気回路の選択スイッチを切替えるだけで，高い振動制御効果を達成できるからである．その反面，スイッチ切り替えのタイミングが非常に重要である．スイッチングタイミングを決定する一つの手法として閾値法が提案されたが，ロバスト性が低いという欠点があった．そこで，その閾値法を用いたセミアクティブ振動制御のロバスト性を高める目的で，スイッチング型セミアクティブ制振手法にファジィ理論のMamdani 推論法を導入した．しかも，従来の閾値法では別途必要であった変位センサを不要にしたセンサレス制御系の構築にも成功した．アクチュエータとして機能している圧電素子にセンサの機能を追加付与した．CFRP積層平板を用いた制振実験により，提案するファジィ理論に基づくセミアクティブ振動制御が従来のセミアクティブ振動制御に比べの高いロバスト性を有することを実証した．

  85. Adaptive multimodal vibration suppression using fuzzy-based control with limited structural data 査読有り

    Kanjuro Makihara, Chikako Kuroishi, Hisao Fukunaga

    Smart Materials and Structures　22　(7)　Article No. 075031　2013年7月

    DOI： 10.1088/0964-1726/22/7/075031 　

    ISSN：0964-1726 1361-665X

  86. 過渡応答における構造・電気連成系の位相遷移に着目した連成統合制御 査読有り

    槙原幹十朗, 下瀬滋

    日本機械学会論文集C編　79　(801)　1616-1627　2013年6月1日

    出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaic.79.1616 　

    ISSN：0387-5024

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    An integrated active-passive control for structural and electrical coupled systems is presented to achieve an effective vibration attenuation of vibrating structures. The transition of relative phase between displacement and voltage is focused on. The cooperative combined system is composed of both tuned electrical resonance and bang-bang active methods. Switching logics are devised for the integrated control based on the interactive relations between mechanical and electrical vibrations. Furthermore, this paper presents quite an interesting phenomenon, i.e., the relative phase-transition of electrical resonance in transient response, which cannot be found in steady-state condition. This phase-transition has been ignored in spite of an essential factor for integrated systems. Experiments on a 10-bay truss structure demonstrate that the integrated active-passive control enhances vibration attenuation of conventional bang-bang active systems

  87. Energy Harvesting Using an Analog Circuit under Multimodal Vibration 査読有り

    Shigeru Shimose, Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda

    Smart Materials Research　2013　(Article No. 736487)　1-6　2013年1月

    出版者・発行元： Hindawi Limited

    DOI： 10.1155/2013/736487 　

    ISSN：2090-3561

  88. Innovative Digital Self-Powered Autonomous System for Multimodal Vibration Suppression 査読有り

    Kanjuro Makihara, Shinsuke Takeuchi, Shigeru Shimose, Junjiro Onoda

    AIAA Journal　50　(9)　2004-2011　2012年9月

    DOI： 10.2514/1.j051560 　

    ISSN：0001-1452

    eISSN：1533-385X

  89. Supersonic Flutter Utilization for Effective Energy-Harvesting Based on Piezoelectric Switching Control 査読有り

    Kanjuro Makihara, Shigeru Shimose

    Smart Materials Research　2012　(Article No. 181645)　1-10　2012年5月14日

    出版者・発行元： Hindawi Limited

    DOI： 10.1155/2012/181645 　

  90. 完全セルフパワード・デジタル振動制御システムの開発 査読有り

    槙原幹十朗, 下瀬滋, 小野田淳次郎

    日本機械学会論文集C編　78　(789)　1440-1450　2012年5月1日

    出版者・発行元： The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaic.78.1440 　

    ISSN：0387-5024

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    We report herein on how we developed our innovative digital self-powered autonomous system for vibration controller using a digital micro-processor. The invented unit is a completely self-powered control system that does not require any external power-supply at all. Nevertheless, this digital, self-directive, and self-powered approach enables the system to be programmable and thus versatile in control scheme. The digital-autonomous controller is much more advanced and progressive than conventional analog-autonomous ones that are clumsy and awkward. This digital system can be implemented in multiple-input multiple-output systems to suppress even complicated structural vibrations. This is quite useful for various applications to energy-saving or energy-shortage systems, such as large space structures, artificial satellites, and isolated lunar bases, which all are vulnerable to long night-time without solar-power. Experiments demonstrate that displacement is reduced by as much as 35 %, which is quite a striking and attractive number. Energy dissipation in experiments is measured by various cases. Furthermore, we investigate the influence of voltage offset of AD port of the microprocessor both on estimation error and on suppression performance.

  91. 超高速翼フラッタを用いた圧電スッチングによる環境発電機構 査読有り

    槙原幹十朗, 下瀬滋, 小野田淳次郎

    日本風工学会論文集　37　(2)　35-42　2012年4月1日

    出版者・発行元： Japan Association for Wind Engineering

    DOI： 10.5359/jwe.37.35 　

    ISSN：1349-3507

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    Eco-generation of electrical energy harvested from the flutter phenomenon of a plate wing is studied using the quasi-steady aerodynamic theory and the finite element method. The wing is modeled as sounding rockets' wings. We harvest electrical energy from supersonic flutter by using piezoelectric patches and electric devices. To assess their harvesting performances, we simulate flutter dynamics of the plate wing to which piezoelectric patches are attached. We demonstrate that our harvesting system can generate 10 times more electrical energy from wing flutter than conventional harvesting systems can.

  92. Comparison of Analog and Digital Self-Powered Systems in Multimodal Vibration Suppression 査読有り

    Shigeru Shimose, Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda

    Smart Materials Research　2012　(Article No. 287128)　1-9　2012年2月22日

    出版者・発行元： Hindawi Limited

    DOI： 10.1155/2012/287128 　

    ISSN：2090-3561

  93. Electrically-induced actuation for open-loop control to cancel self-excitation vibration 査読有り

    Kanjuro Makihara, Horst Ecker

    SMART STRUCTURES AND SYSTEMS　9　(2)　189-206　2012年2月

    DOI： 10.12989/sss.2012.9.2.189 　

    ISSN：1738-1584

  94. Reliable and Evolvable Vibration Suppression by Self-Powered Digital Vibration Control 査読有り

    Shinsuke Takeuchi, Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda

    Journal of Vibration and Acoustics　134　(2)　2012年1月18日

    DOI： 10.1115/1.4005027 　

    ISSN：1048-9002

    eISSN：1528-8927

  95. Portable Power Scavenging from Structural Vibrations using Autonomous Self-Powered Device 査読有り

    Kanjuro MAKIHARA, Shinsuke TAKEUCHI, Shigeru SHIMOSE, Junjiro ONODA

    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN　10　(ists28)　Pc_13-Pc_18　2012年

    出版者・発行元： Japan Society for Aeronautical and Space Sciences

    DOI： 10.2322/tastj.10.pc_13 　

    ISSN：1884-0485

    eISSN：1884-0485

  96. Energy-efficiency enhancement and displacement-offset elimination for hybrid vibration control 査読有り

    Kanjuro Makihara

    Smart Structures and Systems　10　(3)　193-207　2012年

    出版者・発行元： Techno Press

    DOI： 10.12989/sss.2012.10.3.193 　

    ISSN：1738-1991 1738-1584

  97. Development of a Self-Powered Digital System for Vibration Control

    Kanjuro MAKIHARA, Shigeru SHIMOSE, Shinsuke TAKEUCHI, Junjiro ONODA

    Journal of System Design and Dynamics　6　(5)　583-596　2012年

    出版者・発行元： Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/jsdd.6.583 　

    ISSN：1881-3046

    eISSN：1881-3046

  98. Assessment of Electrical Influence of Multiple Piezoelectric Transducers' Connection on Actual Satellite Vibration Suppression 査読有り

    Shimose, S., Makihara, K., Minesugi, K., Onoda, J.

    Smart Materials Research　2011　(Article No. 686289)　1-8　2011年12月30日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1155/2011/686289 　

    ISSN：2090-3561

    eISSN：2090-357X

  99. Fuselage panel noise attenuation by piezoelectric switching control 査読有り

    Kanjuro Makihara, Takeya Miyakawa, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi

    SMART MATERIALS & STRUCTURES　19　(8)　1-10　2010年8月

    DOI： 10.1088/0964-1726/19/8/085022 　

    ISSN：0964-1726

  100. Performance of simple and sophisticated control in energy-recycling semi-active vibration suppression 査読有り

    Junjiro Onoda, Kanjuro Makihara

    JOURNAL OF VIBRATION AND CONTROL　14　(3)　417-436　2008年3月

    DOI： 10.1177/1077546307080027 　

    ISSN：1077-5463

  101. A self-sensing method for switching vibration suppression with a piezoelectric actuator 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi

    SMART MATERIALS & STRUCTURES　16　(2)　455-461　2007年4月

    DOI： 10.1088/0964-1726/16/2/025 　

    ISSN：0964-1726

  102. Numerical analysis of powerful shock absorber utilizing particle-dispersion ER fluid 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi

    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES　49　(166)　203-210　2007年2月

    DOI： 10.2322/tjsass.49.203 　

    ISSN：0549-3811

  103. Comprehensive assessment of semi-active vibration suppression including energy analysis 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi

    JOURNAL OF VIBRATION AND ACOUSTICS-TRANSACTIONS OF THE ASME　129　(1)　84-93　2007年2月

    DOI： 10.1115/1.2345675 　

    ISSN：1048-9002

  104. Using tuned electrical resonance to enhance bang-bang vibration control 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi

    AIAA JOURNAL　45　(2)　497-504　2007年2月

    DOI： 10.2514/1.21736 　

    ISSN：0001-1452

  105. Observability of self-sensing system using extended Kalman filter 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Takuya Yabu

    AIAA JOURNAL　45　(1)　306-308　2007年1月

    DOI： 10.2514/1.24648 　

    ISSN：0001-1452

  106. Flutter Suppression of Cantilevered Plate Wing using Piezoelectric Materials 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi

    International Journal of Aeronautical and Space Sciences　7　(2)　70-85　2006年11月

    出版者・発行元： The Korean Society for Aeronautical {\&} Space Sciences

    DOI： 10.5139/ijass.2006.7.2.070 　

    ISSN：2093-274X

  107. Low energy dissipation electric circuit for energy harvesting 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Takeya Miyakawa

    SMART MATERIALS & STRUCTURES　15　(5)　1493-1498　2006年10月

    DOI： 10.1088/0964-1726/15/5/039 　

    ISSN：0964-1726

  108. Novel approach to self-sensing actuation for semi-active vibration suppression 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi

    AIAA JOURNAL　44　(7)　1445-1453　2006年7月

    DOI： 10.2514/1.16018 　

    ISSN：0001-1452

  109. Investigation of performance in suppressing various vibrations with energy-recycling semi-active method 査読有り

    K Makihara, J Onoda, M Tsuchihashi

    ACTA ASTRONAUTICA　58　(10)　506-514　2006年5月

    DOI： 10.1016/j.actaastro.2006.01.007 　

    ISSN：0094-5765

  110. New approach to semi-active vibration isolation to improve the pointing performance of observation satellites 査読有り

    K Makihara, J Onoda, K Minesugi

    SMART MATERIALS & STRUCTURES　15　(2)　342-350　2006年4月

    DOI： 10.1088/0964-1726/15/2/014 　

    ISSN：0964-1726

  111. Behavior of piezoelectric transducer on energy-recycling semiactive vibration suppression 査読有り

    K Makihara, J Onoda, K Minesugi

    AIAA JOURNAL　44　(2)　411-413　2006年2月

    DOI： 10.2514/1.9811 　

    ISSN：0001-1452

  112. 滑り状態制御を参考にしたエネルギ回生準能動的制振 査読有り

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    日本航空宇宙学会論文集　53　(619)　343-350　2005年8月

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本航空宇宙学会

    DOI： 10.2322/jjsass.53.343 　

    ISSN：1344-6460

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    A novel control law based on the sliding-mode control is proposed for energy-recycling vibration suppression of a structure with piezoelectric transducers. The performance of vibration suppression with the proposed control law is investigated and compared with that of the previously proposed control law based on LQR control theory. Numerical simulations of vibration suppression with a 10-bay truss structure show that the proposed control law is effective in suppressing vibration. Through experiments of vibration suppression with a truss structure, the proposed control law is shown to suppress single-mode and multiple-mode vibrations of actual structure. Although the proposed control law is derived in a different way from the previous control law, the two methods are found to have similar coefficients of modal velocities in the control index.

  113. Low-energy-consumption hybrid vibration suppression based on an energy-recycling approach 査読有り

    K Makihara, J Onoda, K Minesugi

    AIAA JOURNAL　43　(8)　1706-1715　2005年8月

    DOI： 10.2514/1.14223 　

    ISSN：0001-1452

  114. Stability analysis of open-loop stiffness control to suppress self-excited vibrations 査読有り

    K Makihara, H Ecker, F Dohnal

    JOURNAL OF VIBRATION AND CONTROL　11　(5)　643-669　2005年5月

    DOI： 10.1177/1077546305052314 　

    ISSN：1077-5463

  115. Semi-active vibration suppression of beam structures based on energy-recycling method 査読有り

    Kanjuro Makihara, Junjiro Onoda, Masahiro Tsuchihashi

    Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences　47　(157)　167-174　2004年11月

    DOI： 10.2322/tjsass.47.167 　

    ISSN：0549-3811

  116. Energy-recycling semi-active method for vibration suppression with piezoelectric transducers 査読有り

    J Onoda, K Makihara, K Minesugi

    AIAA JOURNAL　41　(4)　711-719　2003年4月

    DOI： 10.2514/2.2002 　

    ISSN：0001-1452

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MISC 2

  1. Editorial for Special Issue: Recent Advances in Space Debris 国際誌 国際共著 招待有り 査読有り

    Lorenzo Olivieri, Kanjuro Makihara, Leonardo Barilaro

    Applied Sciences　14　(3)　954-954　2024年1月23日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/app14030954 　

    eISSN： 2076-3417

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    The near-Earth space debris environment represents an existing hazard for human activities in space [...]

  2. 宇宙構造物のためのセルフパワード制振（解説記事） 招待有り 査読有り

    槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会誌　68　(7)　205-209　2020年7月5日

書籍等出版物 3

  1. Recent Advances in Space Debris

    Lorenzo Olivieri, Kanjuro Makihara, Leonardo Barilaro

    MDPI Books　2024年3月

    ISBN: 9783725804368

  2. アクチュエータの新材料，駆動制御，最新応用技術

    共著

    技術情報協会　2017年3月

    ISBN: 9784861046490

  3. エネルギーハーベスティングの設計と応用展開

    共著

    株式会社シーエムシー出版　2015年10月

    ISBN: 9784781310923

講演・口頭発表等 274

  1. 居住型インフレータブル構造物におけるスペースデブリ衝突による宇宙環境への影響評価指標

    森本大介, 高橋輝, 杉山喜洋, 菊次祐紀, 原勇心, 槙原幹十朗

    令和5年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2024年3月19日

  2. バフェッティングによる振動エネルギハーベスティング

    志村賢人, 向川大成, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北部第59期総会・講演会　2024年3月15日

  3. 不確実さを考慮した圧電振動構造物のモデリング

    李星志, 三島光翼, 唐天乙, 周蒙, 原勇心, 槙原幹十朗, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第59期総会講演会　2024年3月15日

  4. 3次元トラス構造の単一モード振動制御におけるセンサ・アクチュエータ配置の影響

    百田旬甫, 亀山正樹, 原勇心, 槙原幹十朗

    日本機械学会北陸信越支部2024年合同講演会　2024年3月8日

  5. Moving Morphable Components based on Strain-Based Beam Formulation for Topology Optimization 国際会議 国際共著

    Otsuka, K, Dong, S, Kuzuno, R, Sugiyama, H, Makihara, K

    Proceedings of AIAA Scitech 2024 Forum　2024年1月8日

  6. 運用中の宇宙構造物の動的特性取得を想定した圧電準能動制御

    原勇心, 唐天乙, 槙原幹十朗

    第38回 宇宙構造・材料シンポジウム　2023年12月18日

  7. Aeroelastic Simulation Framework for Membrane Wings

    Otsuka, K, Dong, S, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

    Proceedings of the 23nd International Symposium on Advanced Fluid Information　2023年11月8日

  8. Evaluation of Shape-Keeping Performance for Tether Cross-Shaped Keepers by Hypervelocity Impact

    Morimoto, D, Takahashi, H, Sugiyama, Y, Ohtani, K, Makihara, K

    Proceedings of the 23nd International Symposium on Advanced Fluid Information　2023年11月7日

  9. Arbitrary Lagrangian-Eulerian Non-liner Finite Element Analysis of Tethered Structure with Large Deformation

    Takahashi, Y, Kuzuno, R, Dong, S, Okada, T, Shizuno, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 20th International Conference on Flow Dynamics　2023年11月6日

  10. Effective Semi-Active Energy Harvesting from Structural Vibration Using Magnetostrictive Transducer

    Kobayashi, Y, Li, A, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 20th International Conference on Flow Dynamics　2023年11月6日

  11. Structural Optimization of Flexible Multibody Systems with Deployment Mechanism

    Watanabe, S, Dong, S, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 20th International Conference on Flow Dynamics　2023年11月6日

  12. State Estimation of Multibody Model Using State Observer Based on Differential Algebraic Equation

    Okada, T, Dong, S, Kuzuno, R, Takahashi, Y, Shizuno, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 20th International Conference on Flow Dynamics　2023年11月6日

  13. Flutter Harvester Using Flexible Plates with Piezoelectric Film

    Mukogawa, T, Dong, S, Jia, Y, Shi, Y, Soutis, C, Kurita, H, Narita, F, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 20th International Conference on Flow Dynamics　2023年11月6日

  14. Energy Harvesting Using Magnetostrictive Materials: Effects of Material Anisotropy and Stress Multiaxiality

    Ducharne, B, Liu, Y, Daniel, L, Sebald, G, Lallart, M, Makihara, K

    Proceedings of 7th International Conference on Advanced Electromaterials (ICAE 2023)　2023年10月31日

  15. Predictive Vibration Control Using Tree Decision Algorithm with Low Energy Requirements

    Makihara, K, Abe, M, Hara, Y

    Proceedings of the 74th International Aeronautical Congress (IAC)　2023年10月2日

  16. High-Precision Multibody Model for Space Elevator Including Torsional Deformation

    Kuzuno, R, Dong, S, Takahashi, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 74th International Aeronautical Congress (IAC)　2023年10月2日

  17. 部分熱硬化型インフレータブル構造物のデブリ防護性能評価

    高橋輝, 森本大介, 杉山善洋, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北⽀部第59期秋季講演会　2023年9月30日

  18. 外乱の周期情報を利用した入力定式化に基づくセミアクティブ予測振動制御

    三島光翼, 周蒙, 唐天乙, 李星志, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北⽀部第59期秋季講演会　2023年9月30日

  19. Energy Saving Structural Health Monitoring Using Semi-Active Identification

    Hara, Y, Tang, T, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of 4th Asia Pacific Conference of the Prognostics and Health Management Society (PHMAP 2023)　2023年9月11日

  20. 準受動制御を用いた省エネルギなモードパラメータの同定

    原勇心, 唐天乙, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2023　2023年8月28日

  21. 磁歪トランスデューサを用いた大型振動構造物の効率的なエネルギハーベスティングのためのスイッチング制御方法

    李安, 小林佑輔, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2023　2023年8月23日

  22. ハミルトニアン形式の柔軟マルチボディダイナミクスの低次元化モデリングと実験実証

    DONG Shuonan, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    第65回構造強度に関する講演会　2023年8月8日

  23. 幾何学的制約を導入可能なMMC法によるトポロジー最適化

    大塚啓介, Dong Shuonan, 槙原幹十朗

    第65回構造強度に関する講演会　2023年8月8日

  24. 決定木アルゴリズムに基づく予測セミアクティブ振動制御

    槙原幹十朗, 阿部瑞樹, 原勇心, 三島光翼

    第65回構造強度に関する講演会　2023年8月8日

  25. System Identification of Space Structures Subjected to Unknown Disturbances Using Piezoelectric Device

    Tang, T, Hara, Y, Zhou, M, Abe, M, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 34th International Symposium on Space Technology and Science　2023年6月3日

  26. Dominant Geometrical Factor in Non-Equatorial Space Elevator Dynamics

    Kuzuno, R, Dong, S, Takahashi, Y, Okada, T, Shizuno, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 34th International Symposium on Space Technology and Science　2023年6月3日

  27. Phase-Delay Switching Strategy for Piezoelectric Vibration Energy Harvesting

    Zhou, M, Hara, Y, Tang, T, Jia, Y, Shi, Y, Soutis, C, Kurita, H, Narita, F, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 34th International Symposium on Space Technology and Science　2023年6月3日

  28. Piezoelectric Semi-Active Structural Identification Method to Realize Energy-Saving On-Orbit Identificatio

    Hara, Y, Tang, T, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 34th International Symposium on Space Technology and Science　2023年6月3日

  29. 非線形有限要素法によるテザー構造物の大変形解析

    高橋侑也, 葛野諒, DONG Shuonan, 岡田大規, 静野芳崇, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第58期総会講演会　2023年3月17日

  30. 磁歪トランスデューサを用いた実用的なセミアクティブ振動発電手法の研究

    小林佑輔, 後藤慧樹, 李安, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第58期総会講演会　2023年3月17日

  31. 大変形する展開構造物の構造最適化

    渡辺聡史, DONG Shuonan, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第58期総会講演会　2023年3月17日

  32. Structural Modal Parameter Identification Incorporating with Semi-Active Piezoelectric Control 国際会議

    Hara, Y, Asanuma, H, Otsuka, K, Makihara, K

    SPIE Conference, Smart Structures + Nondestructive Evaluation　2023年3月15日

  33. 十字型形状保持具を付加した中空円筒テザーのスペースデブリ衝突実験

    柄澤菜々美, 森本大介, 高橋輝, 杉山喜洋, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    令和4年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2023年3月7日

  34. Analysis-Oriented Moving Morphable Components for Topology Optimization 国際会議

    Otsuka, K, Dong, S, Kuzuno, R, Makihara, K

    AIAA Scitech 2023 Forum　2023年1月23日

  35. Geometrically Nonlinear Beam Model for Slender Multibody Wings

    Otsuka, K, Wang, Y, Cheng, K, Dong, S, Fujita, K, Palacios, R, Nagai, H, Makihara, K

    Proceedings of the 22nd International Symposium on Advanced Fluid Information　2022年11月9日

  36. Damage Evaluation for Hollow Cylindrical Tethers with Cross-Shaped Keepers

    Karasawa, N, Morimoto, D, Takahashi, H, Ohtani, K, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 22nd International Symposium on Advanced Fluid Information　2022年11月9日

  37. Structural Parameter Estimation for Health Monitoring and Damage Detection based on Subspace Identification

    Tang, T, Abe, M, Zhou, M, Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 19th International Conference on Flow Dynamics　2022年11月9日

  38. Investigation of Flutter Velocity and Power Generation with Piezoelectric Film

    Dong, S, Mukogawa, T, Hara, Y, Otsuka, K, Chen, B, Shi, Y, Jia, Y, Soutis, C, Kurita, H, Narita, F, Makihara, K

    Proceedings of the 19th International Conference on Flow Dynamics　2022年11月9日

  39. Semi-Active Energy Harvesting with Magnetostrictive Transducer from Structural Vibration

    Goto, K, Li, A, Hara, Y, Otsuka, K, Kurita, H, Narita, F, Lohmuller, P, Laheurte, P, Makihara, K

    Proceedings of the 19th International Conference on Flow Dynamics　2022年11月9日

  40. 非慣性座標系へ拡張した非線形有限要素法による非赤道上宇宙エレベータの３次元動解析

    葛野諒, 董鑠男, 高橋侑也, 岡田大規, 静野芳崇, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    第66回宇宙科学技術連合講演会　2022年11月1日

  41. 積層造形によるFe-Co合金の構造設計と振動・衝撃発電性能

    栗田大樹, 中島賢也, 大塚啓介, 槙原幹十朗, 成田史生

    第31回傾斜機能材料国内シンポジウムFGMs2022　2022年10月27日

  42. Experimental Investigations: Dynamic Analysis of 150-Member Spherical Tensegrity to Identify its Characteristics for Space Applications

    Makihara, K, Goto, T, Kawabata, N, Otsuka, K

    Proceedings of the 73rd International Aeronautical Congress (IAC)　2022年10月22日

  43. Flexible Rotating Multibody Analysis Using Extended NPFEM for Non-Equatorial Space Elevator

    Kuzuno, R, Dong, S, Takahashi, Y, Okada, T, Shizuno, Y, Otsuka, K, Makihara, M

    Proceedings of the 6th Joint International Conference on Multibody System Dynamics and the 10th Asian Conference on Multibody Dynamics　2022年10月17日

  44. テンセグリティ構造における力密度法の適用及び加振実験による力学的特性の解析

    後藤卓馬, 川畑成之, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第58期秋季講演会　2022年10月8日

  45. 平板翼のフラッタ解析と圧電素子を用いたフラッタ発電実験

    向川大成, DONG Shuonan, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第58期秋季講演会　2022年10月8日

  46. 特徴点同士の位置関係に着目した機械学習によるデブリクラウド輪郭検出法

    森本大介, 柄澤菜々美, 高橋輝, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第58期秋季講演会　2022年10月8日

  47. インフラ構造物の振動エネルギを用いた磁歪スイッチング制御エネルギハーベスティングの研究

    李安, 後藤慧樹, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会2022年度年次大会　2022年9月13日

  48. モデル縮約したハミルトニアン形式の柔軟マルチボディシステム解析

    DONG Shuonan, 葛野諒, 岡田大規, 静野芳崇, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会2022年度年次大会　2022年9月12日

  49. 予測木に基づくモデル予測・最適化アルゴリズムによるセミアクティブ振動制御

    阿部瑞樹, TANG Tianyi, ZHOU Meng, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会2022年度年次大会　2022年9月12日

  50. プロペラと主翼の空力干渉を考慮した高アスペクト比翼の非線形空力弾性解析

    大塚啓介, Dong Shuonan, 槙原幹十朗

    第64回構造強度に関する講演会　2022年8月5日

  51. 将来入力軌道を用いた包括的モデル予測制御に基づく制振手法

    槙原幹十朗, 阿部瑞樹, 原勇心

    第64回構造強度に関する講演会　2022年8月3日

  52. 宇宙構造物のための省エネルギなセミアクティブ構造同定

    原勇心, 唐天乙, 周蒙, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    第64回構造強度に関する講演会　2022年8月3日

  53. Energy Harvesting Using Magnetostrictive Material Based on Active Control 国際会議

    Li, A, Watanabe, T, Hara, Y, Makihara, K

    Proceedings of the 33rd International Symposium on Space Technology and Science　2022年3月4日

  54. Development of Multibody Dynamics Formulation Based on Canonical Theory

    Dong, S, Otsuka, K, Wang, Y, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

    Proceedings of the 33rd International Symposium on Space Technology and Science　2022年3月1日

  55. 形状保持具を付加した中空円筒テザーへの超高速衝突実験

    小林稜平, 鈴木麻友美, 柄澤菜々美, 森本大介, 高橋輝, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    令和3年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2022年2月28日

  56. Strain-Based Geometrically Nonlinear Beam Formulation for Multibody Dynamic Analysis 国際会議 国際共著

    Otsuka, K, Wang, Y, Palacios, R, Makihara, K

    Proceedings of AIAA Scitech 2022 Forum　2022年1月4日

  57. A Multifunctional composites for energy harvesting based on piezoelectric microgenerator 国際会議 国際共著

    Chen, B, Jia, Y, Tang, X, Narita, F, Makihara, K, Shi, Y

    Proceedings of the 20th International Conference on Micro and Nanotechnology for Power Generation and Energy Conversion Applications　2021年12月7日

  58. Model Predictive Control for Switching Vibration Suppression Using Future Trajectory

    Makihara, K, Abe, M, Hara, Y, Otsuka, K

    Proceedings of the 72nd International Aeronautical Congress (IAC)　2021年10月29日

  59. Battery-Less Soft Sensor of Spacecraft Vibration with Advanced Piezoelectric Energy Harvester

    Hara, Y, Li., A, Zhou, M, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 72nd International Aeronautical Congress (IAC)　2021年10月29日

  60. Nonlinear Aeroelastic Analysis Coupling Unsteady Vortex Lattice Method and Strain-Based Beam Formulation

    Otsuka, K, Dong, S, Wang, Y, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

    Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics　2021年10月29日

  61. Shape Keepers of Hollow Cylindrical Tethers for Space Debris Removal

    Suzuki, M, Kobayashi, R, Karasawa, N, Morimoto, D, Ohtani, K, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 21st International Symposium on Advanced Fluid Information　2021年10月27日

  62. Penetration Evaluation of Inflatable Space Structure with Heat Curing at Hypervelocity Impact

    Kobayashi, R, Suzuki, M, Karasawa, N, Morimoto, D, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics　2021年10月27日

  63. Iterative Modeling and Dynamic Analysis of Spherical Tensegrity

    Mori, E, Goto, T, Kawabata, N, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics　2021年10月27日

  64. New MMC-Based Topology Optimization Method with Curvilinear Representation

    Hirotani, S, Dong, S, Kuzuno, R, Okada, T, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics　2021年10月27日

  65. Experimental Investigation of Flutter Power Generation with Piezoelectric Film

    Imagawa, K, Otsuka, K, Jia, Y, Shi, Y, Soutis, C, Kurita, H, Narita, F, Makihara, K

    Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics　2021年10月27日

  66. Enhancing Piezoelectric Harvested Energy of an Advanced Switching Interface by Tunable Switching Intervals

    Zhou, M, Hara, Y, Jia, Y, Shi, Y, Soutis, C, Kurita, H, Narita, F, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics　2021年10月27日

  67. Optimization of Electromechanical Dynamic Vibration Absorber for Flexible Space Structure

    Watanabe, T, Li, A, Goto, K, Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics　2021年10月27日

  68. テザー破断に着目したスペースデブリ衝突のリスク評価

    柄澤菜々美, 小林稜平, 鈴木麻友美, 森本大介, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    東北支部第57期秋季講演会　2021年10月2日

  69. 非赤道上宇宙エレベータにおけるテザーの３次元非線形解析

    葛野諒, 董鑠男, 廣谷俊介, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    東北支部第57期秋季講演会　2021年10月2日

  70. 歪を要素変数とする非線形梁要素の柔軟マルチボディ解析への拡張

    大塚啓介, Dong Shuonan, 槙原幹十朗

    第63回構造強度に関する講演会　2021年8月8日

  71. Absolute Nodal Coordinate Formulations for Aeroelastic Analysis of Next-Generation Aircraft Wings

    Otsuka, K, Dong, S, Makihara, K

    Proceedings of International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE) 2021　2021年8月7日

  72. ファジィ適応制御を用いた間欠スイッチングハーベスタ

    原勇心, 周蒙, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    第63回構造強度に関する講演会　2021年8月4日

  73. Magnetic Characterization of Metglas under Tensile Stress for Energy Harvesting Applications

    Liu, Y, Ducharne, B, Makihara, K, Sebald, G, Lallart, M

    Proceedings of ELyT & LyonSE&N Workshop 2021　2021年6月21日

  74. Energy Harvesting Using Magnetostrictive Material Based on Vibration Control

    Li., A, Watanabe, T, Hara, Y, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 7th Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures (ACMFMS2020+1)　2021年3月21日

  75. 熱硬化型居住用インフレータブル構造物の超高速衝突時における損傷評価

    小林稜平, 富﨑帆乃花, 鈴木麻友美, 柄澤菜々美, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部2021年講演会ならびに第２回再使用型宇宙輸送系シンポジウム　2021年3月19日

  76. SICE回路を用いた振動エネルギハーベスティングのロバストな制御則の提案

    周蒙,原勇心, 高本育弥, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第56期総会講演会　2021年3月12日

  77. スペースデブリ除去用中空円筒テザーの形状保持に関する研究

    鈴木麻友美, 富﨑帆乃花, 小林稜平, 柄澤菜々美, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第56期総会講演会　2021年3月12日

  78. 磁歪素子を用いた動吸振器による柔軟宇宙構造物の振動制御

    渡辺大志, 李安, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第56期総会講演会　2021年3月12日

  79. 大変形を伴う板振動に関する研究

    今川慶, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第56期総会講演会　2021年3月12日

  80. 変形した導電性テープテザーとスペースデブリ衝突による損傷評価

    富﨑帆乃花, 小林稜平, 鈴木麻友美, 柄澤菜々美, 森本大介, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    令和2年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2021年3月5日

  81. Multibody Modeling Using Absolute Nodal Coordinate Plate Element for Deployable Aerospace Structures

    Otsuka, K, Dong, S, Hirotani, S, Kuzuno, R, Makihara, K

    Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control　2020年12月8日

  82. Flexible Multibody Dynamics Using Absolute Nodal Coordinate Formulation with Internal Constraint Equation

    Otsuka, K, Dong, S, Hirotani, S, Kuzuno, R, Makihara, K

    Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control　2020年12月8日

  83. Vibration Suppression Integrating Semi-Active Control and Model Predictive Control Based on Harmonic Input

    Takamoto, I, Abe, M, Hara, Y, Nakahara, T, Makihara, K

    Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control　2020年12月8日

  84. Intellectual Power Generation by Stand-Alone Active Harvester with Digital Control Unit

    Hara, Y, Mori, E, An, L, Makihara, K

    Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control　2020年12月8日

  85. Robustness Evaluation of Structural Vibration Estimation by Self-Sensing Harvester

    Hara, Y, Saito, K, Takamoto, I, An, L, Makihara, K

    Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control　2020年12月8日

  86. Semi-Active Vibration Control using Magnetostrictive Transducer

    Li, A, Hara, Y, Makihara, K

    Proceedings of the 17th International Conference on Flow Dynamics　2020年10月29日

  87. Multibody Dynamic Analysis Based on Canonical Theory

    Dong, S, Otsuka, K, Makihara, K

    Proceedings of the 17th International Conference on Flow Dynamics　2020年10月29日

  88. Flexible Wing Fluid-Structure Interaction Model Coupling Unsteady Vortex Lattice Method and Absolute Nodal Coordinate Formulation

    Otsuka, K, Dong, S, Wang, Y, Fujita, K, Nagai, H, Makihara, K

    Proceedings of the 20th International Symposium on Advanced Fluid Information　2020年10月29日

  89. Damage Assessment for Twisted Tape Tether on Space Debris

    Tomizaki, H, Kobayashi, R, Suzuki, M, Karasawa, N, Ohtani, K, Makihara, K

    Proceedings of the 20th International Symposium on Advanced Fluid Information　2020年10月29日

  90. 回転対称性を利用した球状テンセグリティのモデリング手法の確立

    森瑛梨奈, 原勇心, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    東北支部第56期秋季講演会　2020年9月26日

  91. 弾性力を簡易化したANCF/CRBF梁モデルの運動解析

    廣谷俊輔, 董鑠男, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    東北支部第56期秋季講演会　2020年9月26日

  92. 絶対節点座標法を用いた柔軟翼の非線形構造解析

    大塚啓介, Dong Shuonan, 槙原幹十朗

    第62回構造強度に関する講演会　2020年8月5日

  93. スペースデブリ衝突における膜面展開構造物の評価指標

    富崎帆乃花, 藤原路大, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第54期総会講演会　2020年3月13日

  94. 柔軟宇宙構造物における磁歪トランスデューサを用いた準能動制御に関する研究

    李安, 十河直也, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第54期総会講演会　2020年3月13日

  95. 正準理論に基づく柔軟マルチボディシステムについての研究

    董鑠男, 大塚啓介, 廣谷俊輔, 須崎貴大, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第54期総会講演会　2020年3月13日

  96. 予測制御理論に基づく効果的な準能動制振

    髙本育弥, 阿部瑞樹, 中原健志, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第54期総会講演会　2020年3月13日

  97. Deployable Wing Model Using ANCF and UVLM: Multibody Dynamic Simulation and Wind Tunnel Experiment 国際会議

    Keisuke Otsuka, Yinan Wang, Koji Fujita, Hiroki Nagai, Kanjuro Makihara

    Proceedings of AIAA Scitech 2020 Forum　2020年1月6日

  98. 3Dプリンティング翼の空力弾性特性

    津島夏輝, 玉山雅人, 槙原幹十朗, 有薗仁

    第28回交通・物流部門大会　2019年11月27日

  99. 鳥の羽を模した折り畳み機構を有する翼のマルチボディ解析

    大塚啓介, 須崎貴大, 藤田昂志, 永井大樹, 槙原幹十朗

    第57回飛行機シンポジウム　2019年11月16日

  100. 圧電アクチュエータを用いたセミアクティブ振動制御のためのモデル予測制御器の制御ホライズンのブロッキングによる計算負荷低減

    中原健志, 槙原幹十朗

    第62回自動制御連合講演会　2019年11月10日

  101. Damage Assessment for Hollow Cylindrical Tether considering Oblique Collision 国際会議

    Michihiro Fujiwara, Honoka Tomizaki, Kiyonobu Ohtani, Sunao Hasegawa, Kanjuro Makihara

    Proceedings of the 19th International Symposium on Advanced Fluid Information　2019年11月7日

  102. Comparison of 2D and 3D Simulation Models for Deployable Wing 国際会議

    Keisuke Otsuka, Takahiro Suzaki, Yuan Wang, Koji Fujita, Hiroki Nagai, Kanjuro Makihara

    Proceedings of the 19th International Symposium on Advanced Fluid Information　2019年11月7日

  103. New Framework of Strain Based Beam Formulation for Rigid Body Motion 国際会議

    Takahiro Suzaki, Keisuke Otsuka, Shunsuke Hirotani, Shuo-Nan Dong, Kanjuro Makihara

    Proceedings of the 16th International Conference on Flow Dynamics　2019年11月7日

  104. System Identification of Piezoelectric Dynamic System for High-Efficiency Vibration Control 国際会議

    Kensuke Saito, Yushin Hara, Kanjuro Makihara

    Proceedings of the 16th International Conference on Flow Dynamics　2019年11月7日

  105. Vibration Control of Flexible Space Structures with Magnetostrictive Transducer 国際会議

    Naoya Sogo, Li An, Kanjuro Makihara

    Proceedings of the 16th International Conference on Flow Dynamics　2019年11月7日

  106. New Approach to Semi-Active Vibration Control Based on Disturbance Prediction 国際会議

    Kanjuro Makihara, Ikuya Takamoto, Takeshi Nakahara

    Proceedings of the 70th International Aeronautical Congress　2019年10月25日

  107. 未知外乱を受けるセミアクティブ制御系の宇宙構造物を対象とするシステム同定

    齋藤健祐, 原勇心, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2019　2019年8月27日

  108. 圧電アクチュエータを用いたセミアクティブ振動制御のための低計算負荷モデル予測制御器

    中原健志, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2019　2019年8月27日

  109. 導電性テープテザーのデブリ衝突評価に関する研究

    槙原幹十朗, 藤原路大, 富﨑帆乃花

    第61回構造強度に関する講演会　2019年8月9日

  110. Sensor-less Energy Harvester Based on Voltage Measurement for Space Structures 国際会議

    Yushin Hara, Kensuke Saito, Kanjuro Makihara

    Proceedings of the 32nd International Symposium on Space Technology and Science　2019年6月20日

  111. Damage Assessment of Electric Tape Tether Against Space Debris Impacts 国際会議

    Michihiro Fujiwara, Honoka Tomizaki, Kanjuro Makihara

    Proceedings of the 32nd International Symposium on Space Technology and Science　2019年6月19日

  112. 圧電素子を内包する振動系への部分空間システム同定手法の適用

    齋藤健祐, 原勇心, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第54期総会講演会　2019年3月12日

  113. Strain Based Beam Formulationの発展手法に関する研究

    須崎貴大, 大塚啓介, 小貫慧, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第54期総会講演会　2019年3月12日

  114. 中空円筒テザーに対するスペースデブリ衝突実験

    上蓑義幸, 藤原路大, 富﨑帆乃花, 槙原幹十朗

    平成30年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2019年2月28日

  115. ANCF-ICE Beam Element for Modeling Highly Flexible and Deployable Aerospace Structures 国際会議

    Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    AIAA Scitech 2019 Forum　2019年1月7日

  116. ピエゾアクチュエータによるモーフィング翼の非線形空力弾性解析

    津島夏輝, 有薗仁, 横関智弘, 槙原幹十朗

    第27回交通・物流部門大会　2018年12月5日

  117. Simulation and Control of Flexible Aero-Structures using Nonlinear Reduced-Order Models 国際会議

    Yinan Wang, Keisuke Otsuka, Koji Fujita, Hiroki Nagai, Kanjuro Makihara

    15th International Conference on Flow Dynamics　2018年11月9日

  118. Dynamic Simulation of Deployable Wing Mars Airplane 国際会議

    Keisuke Otsuka, Yinan Wang, Koji Fujita, Hiroki Nagai, Kanjuro Makihara

    18th International Symposium on Advanced Fluid Information　2018年11月8日

  119. Concept of Hollow Cylindrical Tether under Space Debris Impact 国際会議

    Yoshiyuki Uwamino, Michihiro Fujiwara, Kiyonobu Ohtani, Kanjuro Makihara

    18th International Symposium on Advanced Fluid Information　2018年11月8日

  120. Switch Control with Adaptive Threshold for Effective Vibration Energy Harvesting 国際会議

    Yushin Hara, Kensuke Saito, Kanjuro Makihara

    15th International Conference on Flow Dynamics,　2018年11月8日

  121. Semi-Active Vibration Suppression Using Predictive Theory 国際会議

    Masumi Ueno, Ikuya Takemoto, Keisuke Otsuka, Kanjuro Makihara

    15th International Conference on Flow Dynamics　2018年11月8日

  122. Motion Analysis of Flexible Folding Wing with a Hinge Joint Loaded by Gust 国際会議

    Satoru Onuki, Keisuke Otsuka, Takahiro Suzaki, Hiroki Nagai, Koji Fujita, Kanjuro Makihara

    15th International Conference on Flow Dynamics　2018年11月8日

  123. スペーデブリ衝突実験におけるカメラ画像の解析に関する研究

    藤原路大, 上蓑義幸, 富﨑帆乃花, 槙原幹十朗

    東北支部第54期秋季講演会　2018年9月7日

  124. 歪量を要素変数とする３次元柔軟梁要素の研究

    須崎貴大, 大塚啓介, 小貫慧, 槙原幹十朗

    東北支部第54期秋季講演会　2018年9月7日

  125. ファジィ制御を用いた高効率圧電振動発電のための適応スイッチ制御則

    原勇心, 齋藤健祐, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2018　2018年8月29日

  126. 展開型モーフィング翼の柔軟マルチボディシミュレーション

    大塚啓介, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2018　2018年8月28日

  127. ベイジアンモデル概念に基づくスペースデブリ雲の画像抽出法

    槙原幹十朗, 沖義弘, 藤原路大

    第60回構造強度に関する講演会　2018年8月2日

  128. 全体座標表現に基づく柔軟展開翼の３次元マルチボディ解析法の開発

    大塚啓介, 槙原幹十朗

    第60回構造強度に関する講演会　2018年8月1日

  129. セルフパワード・ディジタル制御器を組み込んだ圧電振動発電装置の評価

    原勇心, 齋藤健祐, 山本雄大, 槙原幹十朗

    IIP2018情報・知能・精密機器部門講演会　2018年3月14日

  130. ねじれた導電性テザーがスペースデブリの衝突を受けた際の損傷評価

    上蓑義幸, 藤原路大, 富﨑帆乃花, 長谷川直, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部2018年講演会ならびに第19回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2018年3月6日

  131. 多自由度宇宙構造物の予測セミアクティブ制振

    上野真澄, 朝比奈慧, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部2018年講演会ならびに第19回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2018年3月6日

  132. 翼端にヒンジジョイントを有する柔軟折りたたみ翼の突風作用時における運動解析

    小貫慧, 大塚啓介, 須崎貴大, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部2018年講演会ならびに第19回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2018年3月6日

  133. 空力弾性変形を考慮したモーフィング翼のマルチボディ解析

    大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部2018年講演会ならびに第19回再使用型宇宙推進系シンポジウム　2018年3月6日

  134. 強い衝撃を受けた材料評価に向けた薄膜材料の開発

    長谷川美貴, 尾形周平, 近藤一希, 川口拓馬, 石井あゆみ, 笹原一将, 上蓑義幸, 槙原幹十朗

    平成29年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2018年2月26日

  135. Deployment Simulation Model based on ANCF Plate Element for Next-Generation Aerospace Structures. 国際会議

    Otsuka, K, Makihara, K

    AIAA Scitech 2018 Forum　2018年1月11日

  136. ディジタル波形処理を用いたセルフセンシング振動発電

    原勇心, 山本雄大, 槙原幹十朗

    第60回自動制御連合講演会　2017年11月11日

  137. 予測制御に基づく多自由度振動系のセミアクティブ制御

    上野真澄, 朝比奈慧, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    第60回自動制御連合講演会　2017年11月11日

  138. Deployable Wing Simulation Using Flexible Multibody Dynamics 国際会議

    Otsuka, K, Makihara, K, Nagai, H

    17th International Symposium on Advanced Fluid Information　2017年11月2日

  139. Identification of Air-Leakage Region by Space-Debris Impact Utilizing Photoluminescent Substance 国際会議

    Sasahara, K, Uwamino, Y, Hasegawa, M, Ohtani, K, Makihara, K

    17th International Symposium on Advanced Fluid Information　2017年11月1日

  140. Semi-Active Vibration Control of Truss Structure with Magnetostrictive Transducer 国際会議

    Miyazawa, H, Sogo. N, Makihara, K

    14th International Conference on Flow Dynamics　2017年11月1日

  141. Evaluation of Predictive Semi-Active Vibration Suppression Method 国際会議

    Asahina, K, Ueno, M, Makihara, K

    14th International Conference on Flow Dynamics　2017年11月1日

  142. 差動計測法を用いたセルフセンシングSSHIエネルギハーベスティング

    原勇心, 山本雄大, 齋藤健祐, 槙原幹十朗

    東北支部第53期秋季講演会　2017年9月30日

  143. 予測制御理論を用いたセミアクティブ振動

    上野真澄, 朝比奈慧, 大塚啓介, 槙原幹十朗

    東北支部第53期秋季講演会　2017年9月30日

  144. 低次元化マルチボディ構造モを用いた展開翼の空力弾性解析

    大塚啓介, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2017　2017年8月31日

  145. 磁歪素子のジュール＝ビラリ効果を活用した準能動的制振

    槙原幹十朗, 宮澤裕晃, 十河直也

    第59回構造強度に関する講演会　2017年8月5日

  146. 展開挙動シミュレーションと空力弾性解析のための展開翼モデル

    大塚啓介, 槙原幹十朗

    第59回構造強度に関する講演会　2017年8月4日

  147. 多モード構造振動を対象とした自律制御デバイスによるアクティブ振動発電

    山本雄大, 槙原幹十朗

    第59回構造強度に関する講演会　2017年8月3日

  148. Determination of Fracture Toughness of Hollow Cylindrical Tether at Space Debris Impact 国際会議

    Sasahara, K, Kondo, S, Uwamino, Y, Hasegawa, S, Makihara, K

    31st International Symposium on Space Technology and Science　2017年6月5日

  149. Performance Evaluation of Predictive Vibration Suppression using Piezoelectric Transducer 国際会議

    Asahina, K, Ueno, M, Makihara, K

    31st International Symposium on Space Technology and Science　2017年6月5日

  150. Sensor-Less Control for Switch-Regulated Energy Harvester using Alternate State-Estimators 国際会議

    Yamamoto, Y, Hara, Y, Makihara, K

    31st International Symposium on Space Technology and Science　2017年6月5日

  151. 円筒テザーのスペースデブリの衝突による損傷評価

    笹原一将, 近藤周, 上蓑義幸, 長谷川直, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部創立30周年記念2017年講演会　2017年3月16日

  152. インテリジェント材料を用いた宇宙構造物の振動制御

    宮澤裕晃, 藤田吉志, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部創立30周年記念2017年講演会　2017年3月16日

  153. 強い衝撃を受けた材料評価にむけた発光塗料の開発

    長谷川美貴, 尾形周平, 近藤一希, 川口拓馬, 石井あゆみ, 槙原幹十朗, 近藤周, 笹原一将

    平成28年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2017年2月27日

  154. Frequency-Domain Flutter Analysis of Folding Wing based on Flexible Multibody Dynamics 国際会議

    Otsuka, K, Makihara, K

    2016 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology　2016年10月25日

  155. 東北大学のデブリ研究の取り組み ～除去テザーの構造, 衝突による発光色変調～ 招待有り

    槙原幹十朗

    第7回スペースデブリワークショップ　2016年10月20日

  156. Innovative Control for Enhancing Harvested Energy 国際会議

    Makihara, K

    2nd NUAA-Tohoku University Joint Symposium on Fluid Science, Aerospace Engineering and Smart Structure Technology　2016年10月11日

  157. Magnetostrictive Vibration Energy Harvester with Control Circuit 国際会議

    Fujita, Y, Makihara, K

    13th International Conference on Flow Dynamics　2016年10月10日

  158. Deployment Simulation of Morphing Wing 国際会議

    Otsuka, K, Miyazawa, H, Makihara, K

    13th International Conference on Flow Dynamics　2016年10月10日

  159. Experiment to Detect Air-Leakage in Space-Debris Impact using Photoluminescent Substance 国際会議

    Kondo, S, Sasahara, K, Ohtani, K, Hasegawa, S, Hasegawa, M, Makihara, K

    16th International Symposium on Advanced Fluid Information　2016年10月10日

  160. Sensorless Method for Switching Energy Harvester Based on Self-Sensing Approach 国際会議

    Yamamoto, Y, Asahina, K, Yoshimizu, K, Makihara, K

    ASME 2016 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems　2016年9月28日

  161. デブリ除去ミッション成功確率向上のための導電性テープテザーの設計

    近藤周, 笹原一将, 槙原幹十朗

    第60回宇宙科学技術連合講演会　2016年9月9日

  162. 制御回路を用いた磁歪式振動発電

    藤田吉志, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2016　2016年8月23日

  163. 振動状態推定に基づく自立制御ハーベスタのセンサレ化

    山本雄大, 吉水謙司, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2016　2016年8月23日

  164. スペースデブリ除去システムの設計における中空円筒メッシュテザーの提案

    槙原幹十朗, 近藤周, 松本紀彦

    第58回構造強度に関する講演会　2016年8月5日

  165. Flutter Analysis of Deployable Wing Using Flexible Multibody Dynamics 国際会議

    Otsuka, K, Makihara, K

    1st International Symposium on Flutter and its Application　2016年5月15日

  166. Piezoelectric Energy Harvesting From Aeroelastic Vibration With Composite Plate Wings 国際会議

    Kameyama, M, Makihara, K

    1st International Symposium on Flutter and its Application　2016年5月15日

  167. 代数的な厳密解の導出による電気的受動制振機構の最適設計

    藤田吉志, 水谷朋, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第51期総会講演会　2016年3月11日

  168. スペースデブリ衝突におけるメッシュテザーの構造形態の影響に関する研究

    近藤周, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第51期総会講演会　2016年3月11日

  169. 非定常空気力を受けるモーフィング翼のMBDシミュレーション

    大塚啓介, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第51期総会講演会　2016年3月11日

  170. テープテザーの生存確率評価のためのデブリ衝突損傷モデルの構築

    近藤周, 沖義弘, 長谷川美貴, 石井あゆみ, 土屋佑斗, 近藤一希, 槙原幹十朗

    平成27年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2016年2月23日

  171. Position Indication of Air-Leakage caused by Space-Debris Impact using Photoluminescent Substance 国際会議

    Oki, Y, Kondo, S, Ohtani, K, Hasegawa, S, Hasegawa, M, Makihara, K

    15th International Symposium on Advanced Fluid Information　2015年10月28日

  172. Evaluation of Flight Characteristics of Flexible Multibody System with Mass Loss 国際会議

    Kikkawa, T, Makihara, K

    12th International Conference on Flow Dynamics　2015年10月28日

  173. An Advanced Control Strategy for Switching-Type Vibrational Energy Harvesting 国際会議

    Yoshimizu, K, Yamamoto, Y, Makihara, K

    12th International Conference on Flow Dynamics　2015年10月28日

  174. Aeroelastic Simulation using Absolute Nodal Coordinate Formulation 国際会議

    Otsuka, K, Makihara, K

    12th International Conference on Flow Dynamics　2015年10月28日

  175. Harvesting Strategy to Increase Electrical Energy for Active Harvesting 国際会議

    Yoshimizu, K, Yamamoto, Y, Makihara, K

    26th International Conference on Adaptive Structures and Technologies　2015年10月16日

  176. Fabrication of Commercial Prototype of Active Harvester 国際会議

    Makihara, K, Yamamoto, Y

    26th International Conference on Adaptive Structures and Technologies　2015年10月16日

  177. Enhancement of Digital Self-Powered Energy-Harvesting for 2DOF Mixed-Mode Vibrations 国際会議

    Yamamoto, Y, Makihara, K, Yoshimizu, K

    ASME 2015 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems (SMASIS)　2015年9月20日

  178. 質量変化を伴う柔軟多体システムのMBD解析

    吉川尭志, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2015　2015年8月25日

  179. 多モード振動のための無電源制御器を用いた自律型振動エネルギハーベスティング

    山本雄大, 吉水謙司, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2015　2015年8月25日

  180. 圧電エネルギハーベスティングにおける蓄電増幅手法の研究

    吉水謙司, 山本雄大, 槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2015　2015年8月25日

  181. 自立駆動システムのためのエネルギハーベスティングの高性能化

    槙原幹十朗, 山本雄大

    第57回構造強度に関する講演会　2015年8月5日

  182. Damage Estimation of Pressure Wall from Kinetic Energy of Debris Cloud at Oblique Impacts 国際会議

    30th International Symposium on Space Technology and Science　2015年7月4日

  183. Aeroelastic Simulation for Deployable Wing Using Flexible Multibody Dynamics 国際会議

    30th International Symposium on Space Technology and Science　2015年7月4日

  184. Transient Analysis of Self-Powered Energy-Harvesting using Bond-Graph for Aerospace Applications 国際会議

    Kanjuro Makihara, Shigeta Daisuke, Yoshiyuki Fuijta, Yuta Yamamoto

    8th Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science　2015年5月20日

  185. 圧電エネルギハーベスティングにおける蓄電増幅のためのスイッチ制御手法

    吉水謙司, 山本雄大, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第50期総会講演会　2015年3月13日

  186. 斜め衝突時におけるデブリクラウドの運動エネルギを用いた与圧壁損傷推定

    沖義弘, 根元翔, 槙原幹十朗, 長谷川直

    日本機械学会東北支部第50期総会講演会　2015年3月13日

  187. 質量変化と柔軟性を考慮したロケットのMBD解析

    吉川尭志, 槙原幹十朗

    日本機械学会東北支部第50期総会講演会　2015年3月13日

  188. 確率理論を駆使した高速衝突画像のデブリクラウド形状の自動抽出

    沖義弘, 槙原幹十朗

    平成26年度宇宙科学に関する室内実験シンポジウム　2015年2月23日

  189. エネルギー回生式セミアクティブ振動制御法の海洋構造物への適用に関する研究

    中野陽平, 竹澤晃弘, 槙原幹十朗, 北村充

    平成26年日本船舶海洋工学会秋季講演会　2014年11月20日

  190. An Innovative Controller to Increase Harvested Energy 国際会議

    Makihara, K, Yamamoto, Y, Horiguchi, C, Sakaguchi, H, Fujimoto, K

    14th International Conference on Micro and Nanotechnology for Power Generation and Energy Conversion Applications (PowerMEMS 2014)　2014年11月18日

  191. Elementary Experiments of Air-Leakage Detection for Space-Debris Impact using Photoluminescent Substance 国際会議

    Matsumoto, N, Oki, Y, Ohtani, K, Hasegawa, S, Hasegawa, M, Makihara, K

    14th International Symposium on Advanced Fluid Information　2014年10月8日

  192. Smart Energy-Harvesting from Various Vibrations with Digital Regulation Approach 国際会議

    Yamamoto, Y, Yoshimizu, K, Makihara, K

    11th International Conference on Flow Dynamics　2014年10月8日

  193. Model Validity of Bond-Graph Elements for Power Assessment 国際会議

    Makihara, K, Shigeta, D, Yamamoto, Y

    65th International Aeronautical Congress　2014年9月29日

  194. エネルギー回生式セミアクティブ振動制御装置に関するSRS制約を導入したPZT配置

    中野陽平, 竹澤晃弘, 槙原幹十朗, 北村充

    第24回設計工学システム部門講演会　2014年9月17日

  195. Comprehensive Assessment of Smart Energy-Harvesting from Multimodal Vibrations 国際会議

    Yamamoto, Y, Makihara, K

    12th International Conference on Motion and Vibration Control　2014年8月4日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    査読有・国際学会

  196. Power Evaluation of Dynamic Behavior of Advanced Energy-Harvester Using Graphical Analysis 国際会議

    Shigeta, D, Yamamoto, Y, Makihara, K

    12th International Conference on Motion and Vibration Control　2014年8月4日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    査読有・国際学会

  197. グラフ解析法に基づく自家発電型ハーベスタの性能解析

    重田大輔, 山本雄大, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部2014年講演会　2014年3月10日

  198. 電気的吸振機構による宇宙構造物の受動型制振の実証

    水谷朋, 山本雄大, 槙原幹十朗

    日本航空宇宙学会北部支部2014年講演会　2014年3月10日

  199. メッシュ構造テザーのスペースデブリ衝突に関する実験研究

    松本紀彦, 沖義弘, 山口将史, 後藤直人, 土屋佑斗, 槙原幹十朗, 長谷川美貴

    平成25年度プラズマ研究会　2014年2月27日

  200. スペースデブリ衝突の空気漏れ貫通穴を暗闇でも位置表示させる試み ～光化学物質を用いて～

    槙原幹十朗

    第3回「日本における超高速衝突実験の現状と将来展望」研究会　2013年12月19日

  201. Smart Energy Harvester using Digitally Autonomous Device 国際会議

    Yuta Yamamoto, Kanjuro Makihara

    Tenth International Conference on Flow Dynamics　2013年11月25日

  202. Flutter Analysis of Deployable Wing using Multibody Dynamics 国際会議

    Hiroki Sakiyama, Kanjuro Makihara

    Tenth International Conference on Flow Dynamics　2013年11月25日

  203. Fundamental Study of Air-Leakage Detection System for Space-Debris Impact using Mechanochromism Metal Complex 国際会議

    Kakeru Nemoto, Ryo Takahashi, Kiyonobu Ohtani, Kanjuro Makihara

    Tenth International Conference on Flow Dynamics　2013年11月25日

  204. Digital Energy Harvester for Random or Multimodal Structural Vibrations 国際会議

    Makihara, K, Yuta Yamamoto, Y

    ASME 2013 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems (SMASIS)　2013年9月15日

  205. スペースデブリ破壊に影響されるエレクトロダイナミックテザーのミッション成功確率

    槙原幹十朗, 高橋諒, 根元翔

    第55回構造強度に関する講演会　2013年8月6日

  206. Wireless Vibration Monitoring using Harvested Energy via Self-powered System 国際会議

    Yamamoto, Y, Suzuki, T, Shigeta, D, Makihara, K

    29th International Symposium on Space Technology and Science　2013年6月2日

  207. Novel Approach to Survivability of Electro-Dynamic Tethers in Collision with Orbital Debris 国際会議

    Nemoto, K, Takahashi, R, Ohtani, K, Makihara, K

    29th International Symposium on Space Technology and Science　2013年6月2日

  208. 圧電素子を用いた振動体における自律型エネルギハーベスタの開発

    山本雄大, 重田大輔, 鈴木孝宜, 槙原幹十朗

    平成24年度日本機械学会東北支部講演会　2013年3月15日

  209. 大型宇宙構造物のスペースデブリ衝突損傷に関する研究

    根元翔, 高橋諒, 槙原幹十朗

    平成24年度日本機械学会東北支部講演会　2013年3月15日

  210. Wireless Sensors and Communication by Energy Harvesting in a Spacecraft 国際会議

    S. Kawasaki, S. Yoshida, Y. Kobayashi, K. Makihara, K. Nishikawa

    International Microwave Symposium 2013　2013年3月8日

  211. 光化学物質のデブリ衝撃に対する接着検討と斜めデブリシールド

    根元翔, 槙原幹十朗, 長谷川美貴, 高橋諒, 櫻井翔也, 佐藤沙紀, 土屋垣内絢子, 長谷川直

    平成24年度プラズマ研究会　2013年2月25日

  212. 高精度大型宇宙構造システムの開発研究（スマート構造システムの開発）

    田中宏明, 石村康生, 槙原幹十朗

    宇宙科学シンポジウム　2013年1月8日

  213. 電磁誘導制御型テザーとデブリ衝突に関する研究

    高橋諒, 根元翔, 槙原幹十朗

    第55回自動制御連合講演会　2012年11月17日

  214. 展開アンテナ1次元モデルのスマート形状制御および電波解析

    山下慎平, 槙原幹十朗

    第55回自動制御連合講演会　2012年11月17日

  215. 自家発電型オブザーバによる振動制御

    鈴木孝宜, 山本雄大, 槙原幹十朗

    第55回自動制御連合講演会　2012年11月17日

  216. An Optimization Methodology for Semi-Active Control Systems of Large Space Truss Structures 国際会議

    Takezawa, A, Makihara, K

    2nd International Conference on Computational Design in Engineering　2012年11月13日

  217. Enhancement of Energy-Harvesting from Random Vibration by Switched Shunt Circuit 国際会議

    S. Shimose, J. Onoda, K. Makihara

    63rd International Aeronautical Congress　2012年9月30日

  218. Fuzzy-Based Adaptive Multi-Modal Vibration Control with Imperfect Structural Data 国際会議

    K. Makihara, C. Kuroishi, H. Fukunaga

    63rd International Aeronautical Congress　2012年9月30日

  219. 非定常調和励振に於ける位相シフトを考慮した能動・受動統合制御

    槙原幹十朗

    Dynamics and Design Conference 2012　2012年9月18日

  220. Eco-Generation of Energy from Flutter Based on Energy-Recycling Mechanism 国際会議

    K. Makihara

    Seventh International Colloquium on Bluff Body Aerodynamics & Applications　2012年9月2日

  221. セルフパワード型・デジタル制振ユニットに関する研究

    槙原幹十朗, 鈴木孝宜, 山本雄大, 下瀬滋, 小野田淳次郎

    第54回構造強度に関する講演会　2012年8月1日

  222. Layout Optimization of Piezoelectric Actuator for Energy-Recycling Semi-Active Vibration Control System 国際会議

    7th China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems　2012年6月18日

  223. メカノクロミズム金属錯体を用いたスペースデブリ衝突貫通穴 の位置表示に関する研究

    長谷川美貴, 高橋勇雄, 下瀬滋, 髙橋諒, 根元翔, 櫻井翔也, 土屋垣内絢子, 佐藤沙紀

    平成23年度スペースプラズマ研究会　2012年2月27日

  224. Self-Charging and Self-Directive Vibration Control Unit with Digital Micro-Processor 国際会議

    S. Takeuchi, S. Shimose, J. Onoda

    14th Asia Pacific Vibration Conference　2011年12月

  225. Control of Multi Modal Structural Vibration Using Digital Self-Powered Device 国際会議

    S. Shimose, J. Onoda

    62nd International Aeronautical Congress (IAC)　2011年10月

  226. 完全セルフパワード・デジタル振動制御システムの開発

    下瀬滋, 竹内伸介, 小野田淳次郎

    Dynamics and Design Conference 2011　2011年9月

  227. Energy harvesting from Wing Flutter based on Switching Control

    S. Shimose, J. Onoda

    フラッターの制御と利用に関する第１回シンポジウム　2011年9月

  228. エネルギハーベスティングにおけるインピーダンス マッチング手法による回収エネルギの比較

    平井秀和, 福永久雄

    第53回構造強度に関する講演会　2011年7月

  229. CFRP積層平板を対象としたセミアクティブ複数モード 制振の制御手法による制振効果とロバスト性の検証

    黒石千賀子, 福永久雄

    第53回構造強度に関する講演会　2011年7月

  230. Autonoumous Power Scavenging from Structural Vibration Using Self-Powered Device 国際会議

    S. Takeuchi, S. Shimose, J. Onoda

    28th International Symposium on Space Technology and Science　2011年6月

  231. New Invention: Digital Self-Powered Autonomous System for Sophisticated Vibration Suppression 国際会議

    S. Takeuchi, S. Shimose, J. Onoda, K. Minesugi

    52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference　2011年4月

  232. セルフパワード・自律制御の機能を有するデジタル制振デバイスの開発

    槙原幹十朗, 竹内伸介, 下瀬滋, 小野田淳次郎

    第26回宇宙構造・材料シンポジウム　2010年12月

  233. Digital Self-powered Semi-active Unit for Advanced Energy-recycling Vibration Suppression 国際会議

    Makihara K, Takeuchi, S, Shimose, S, Onoda J, Minesugi, K

    61st International Aeronautical Congress (IAC)　2010年10月

  234. Investigation of vibration suppression capability of switching techniques by multiple piezoelectric actuators 国際会議

    Shimose, S, Minesugi K, Makihara K, Onoda J

    61st International Aeronautical Congress (IAC)　2010年10月

  235. Practical Application of Energy-Recycling Semi-Active Vibration Suppression Method to an Actual Satellite Structural Model 国際会議

    Minesugi, K, Onoda, J, Shimose, S, Makihara, K, Yabu, T

    58th International Aeronautical Congress (IAC)　2007年9月

  236. High-Powered Non-Linear Shock Damper using ER Fluid 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J

    17th IFAC Symposium on Automatic Control in Aerospace　2007年6月

  237. エネルギ・ハーベスティング効率向上のためのスマート回路の提案

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 宮川毅也

    第22回宇宙構造・材料シンポジウム　2006年12月

  238. Wing Flutter Suppression using Piezoelectric Switching Control 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Minesugi, K

    The 2006 KSAS-JSASS Joint International Symposium on Aerospace Engineering　2006年11月

  239. 機能性流体を用いた衛星搭載用衝撃緩衝器

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 峯杉賢治

    第49回自動制御連合講演会　2006年11月

  240. 圧電素子の電圧測定のみによるセルフセンシング準能動的制振

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 養父拓也

    Dynamics and Design Conference 2006　2006年8月

  241. 電気粘性流体による衛星搭載用衝撃ダンパの検討

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 峯杉賢治

    第48回構造強度に関する講演会　2006年8月

  242. 圧電素子を用いたエネルギ回生型準能動的手法による音響制御

    宮川毅也, 槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    第48回構造強度に関する講演会　2006年8月

  243. セルフセンシング準能動的制振

    養父拓也, 槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    第48回構造強度に関する講演会　2006年8月

  244. Sound Attenuation to Minimize Transmission into Rocket Faring 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Miyakawa, T

    25th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)　2006年6月

  245. Novel Attenuation Method of Transmitted Sound into Rocket Faring using Energy-Harvesting Technique 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Minesugi, K

    47th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference　2006年5月

  246. Improved Self-Sensing Method for Semi-Active Vibration Suppression 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Minesugi, K

    SPIE, Smart Structures and Materials　2006年2月

  247. スライディングモード制御に基づく準能動的制振

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 峯杉賢治

    第48回自動制御連合講演会　2005年11月

  248. Performance Investigation of Energy-Efficient Active Vibration Control using Energy-Recycling Method 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Minesugi, K

    16th International Conference on Adaptive Structures and Technologies (ICAST)　2005年10月

  249. 準能動的制振におけるセルフセンシング手法に関する研究

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 峯杉賢治

    第9回運動と振動の制御シンポジウム (MOVIC)　2005年9月

  250. エネルギ回生手法を用いた高エネルギ効率ハイブリッド制御

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 峯杉賢治

    Dynamics and Design Conference 2005　2005年9月

  251. 低エネルギ消費ハイブリッド振動制御

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 峯杉賢治

    第47回構造強度に関する講演会　2005年8月

  252. Self-Sensing Actuator for Semi-Active Vibration Suppression 国際会議

    Onoda, J, Makihara, K, Yabu, T

    46th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference　2005年4月

  253. 713 エネルギ回生手法を用いた高エネルギ効率ハイブリッド制御

    槙原 幹十朗, 小野田 淳次郎, 峯杉 賢治

    Dynamics & Design Conference　2005年

    詳細を見る 詳細を閉じる

    A novel method of hybrid vibration suppression using piezoelectric materials is proposed. It combines bangbang active control and energy-recycling semi-active control. The hybrid method saves actively supplied energy and is thus a low energy-consumption vibration control. Its effectiveness in suppressing vibrations was proven in numerical simulations and experiments using a 10-bay truss structure. Moreover, an innovative method to prevent undesired control chattering is proposed to further save energy supplied from the external source.

  254. B20 準能動的制振におけるセルフセンシング手法に関する研究(OS12-3 スマート構造/センシング・モニタリング)

    槙原 幹十朗, 小野田 淳次郎, 峯杉 賢治

    「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集　2005年

    詳細を見る 詳細を閉じる

    A novel self-sensing method using piezoelectric actuators for semi-active vibration suppression is proposed. By using extended system equations, this self-sensing method can be implemented with a Kalman filter instead of the conventional bridge circuit technique. This method is so advanced that it can be applied to multiple-degree-of-freedom (MDOF) structures with multiple piezoelectric actuators. A numerical simulation demonstrated that the self-sensing method works well on a truss structure and has significant robustness against parameter variations. Experimental results also confirmed that the self-sensing method suppresses not only single-mode vibrations but also complicated multiple-mode vibrations.

  255. モーメンタムホイール振動絶縁のためのエネルギ回生型準能動的アイソレータに関する研究

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    自動制御連合講演会講演論文集　2004年11月25日

  256. モーメンタムホイール振動絶縁のための準能動的エネルギ回生型アイソレータに関する研究

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    第47回自動制御連合講演会　2004年11月

  257. Investigation on Performance in Suppressing Various Vibrations with Energy-Recycling Semi-Active Method 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Tsuchihashi, M

    55th International Aeronautical Congress (IAC)　2004年10月

  258. 圧電トランスデューサを用いたハイブリッド振動制御

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎, 峯杉賢治

    第20回宇宙構造・材料シンポジウム　2004年10月

  259. 自励振動を抑制するオープンループ剛性制御の安定性に関する研究

    槙原幹十朗, Ecker, H

    第46回構造強度に関する講演会　2004年8月

  260. Energy Recycle Semi-Active Vibration Suppression by Piezoelectric Material 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J

    24th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)　2004年6月

  261. 圧電トランスデューサを用いたトラス構造物のエネルギ回生型準能動的制振

    土橋将弘, 槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    構造強度に関する講演会講演集　2003年7月30日

  262. 圧電トランスデューサを用いたエネルギ回生型準能動的制振の制振性能について

    土橋将弘, 槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    第45回構造強度に関する講演会　2003年7月

  263. Comparison of Open-Loop Stiffness Control Methods to Suppress Self-Excitation Vibrations 国際会議

    Makihara, K, Ecker, H

    1st International Industrial Simulation Conference (ISC)　2003年6月

  264. Energy-Recycling Semi-Active Method for Vibration Suppression with Piezoelectric Transducers 国際会議

    Onoda, J, Makihara, K, Minesugi, K

    44th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC, Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference　2003年4月

  265. Semi-Active Vibration Suppression Based on Energy-Recycling method 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J

    GAMM Conference 2003　2003年3月

  266. A Study of Mathematical Model of Piezoelectric Transducer on Energy-Recycling Semi-Active Vibration Suppression 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J

    4th MATHMOD (Mathematical Modeling) Conference　2003年2月

  267. Semi-Active Vibration Suppression of Space Structures based on Energy-Recycling Method 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J

    Dynamics of Machines in EuroMech Society 2003　2003年2月

  268. Energy-Recycling Semi-Active Vibration Suppression Experiment of a Truss with Piezoelectric Transducer 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Takeuchi, S

    53rd International Aeronautical Congress　2002年10月1日

  269. 圧電トランスデューサを用いたエネルギ回生型準能動的制振

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    第44回構造強度に関する講演会　2002年7月

  270. Energy Recycle Semi-Active Vibration Suppression by Piezoelectric Material 国際会議

    Makihara, K, Onoda, J, Takeuchi, S

    23rd International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)　2002年5月

  271. Energy Recycle Semi-Active Vibration Suppression by Voice Coil Transducers 国際会議

    Onoda, J, Makihara, K

    43rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC, Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference　2002年4月

  272. セミアクティブショックアブソーバの検討

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    第17回宇宙構造・材料シンポジウム　2001年10月

  273. スペースデブリの衝突解析に関する工学モデル

    槙原幹十朗, 小野田淳次郎

    第43回構造強度に関する講演会　2001年8月

  274. デブリ防御のための高速衝突問題

    槙原幹十朗, 青木隆平

    第42回構造強度に関する講演会　2000年7月

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産業財産権 9

  1. 振動吸収装置

    槙原幹十朗, 朝比奈慧, 阿部晋一

    特許6706402

    産業財産権の種類: 特許権

  2. Power Generating Device

    Kanjuro Makihara, Hitoshi Sakaguchi, Chikahiro Horiguchi

    特許PCT/JP2014/063319

    産業財産権の種類: 特許権

  3. 発電装置

    槙原幹十朗, 坂口仁志, 堀口睦弘

    特許6027246

    産業財産権の種類: 特許権

  4. 振動吸収装置

    槙原幹十朗, 阿部晋一

    特許6864318

    産業財産権の種類: 特許権

  5. 振動エネルギー収集装置

    槙原幹十朗, 阿部晋一

    特許6864317

    産業財産権の種類: 特許権

  6. エネルギー変換装置

    槙原幹十朗, 阿部晋一

    特許6864316

    産業財産権の種類: 特許権

  7. 圧電素子を用いた振動制御装置及び振動制御方法

    小野田 淳次郎, 槙原 幹十朗

    産業財産権の種類: 特許権

  8. 振動発電装置

    加藤慎太郎, 槙原幹十朗, 阿部晋一

    産業財産権の種類: 特許権

  9. 発電装置、施設の環境情報センシングシステムおよび人／動物センシングシステム

    成田史生, 槙原幹十朗, 橋本善一, 菊田純一, 阿部晋一

    産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 25

  1. 1400級CMCの量産実証研究

    2023年10月 ～ 2029年3月

  2. 展開型スマートテンセグリティ構造で実現する次世代モジュール型宇宙構造物の精密制御

    川畑 成之, 槙原 幹十朗

    2023年4月 ～ 2026年3月

  3. 電源レスで構造診断と振動抑制を可能にする機能構造の基礎開拓

    浅沼 春彦, 原 勇心, 槙原 幹十朗

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Kanazawa University

    2023年4月 ～ 2026年3月

  4. 伸展トラス構造観測衛星の低エネルギ消費振動制御を実現する確率的予測制振理論の構築

    槙原 幹十朗, 浅沼 春彦, 大塚 啓介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2022年4月1日 ～ 2025年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    精密観測機器を衛星本体から伸展トラス構造を用いて分離する構造開発では大きな曲げ・ねじり振動が発生するため精密制振が必須課題である．能動制振に要するエネルギは膨大になるので能動制振の実装は困難である．そこで申請者は「圧電電荷を不変量」とする新たな状態モデルを構築し，振動状態の将来予測を初めて可能にした．一方，予測値には確率的な不確定性が含まれ，消費エネルギと制振性能に深刻な悪影響を与えることも明らかになった．そこで本研究では，申請者が独自に提唱し開発を進めている低エネルギ消費の準能動制振の制振性能を飛躍的に向上させる「振動予測技術」を確立する．特に「圧電不変量の確率的不確定性を考慮した外乱予測技術」を導入し，低エネルギ消費と高制振性能を両立する「次世代観測衛星のための確率的予測制振技術」を実現する． 低エネルギ消費と高制振性能を両立する「確率的予測制振」を実現するための確率的予測制振理論の学術的研究及び実証が研究の大目的である．本研究では以下を明らかにした． 【確率的不変量の特性（不変量の確定精度・変動幅）の解明】理論を通して，確率的不変量の確定精度を明らかにした．確率行列理論を用いて確率的不変量の変動幅を理論的に明らかにした．開発している周波数仮定に基づく外乱予測技術を用いて調和振動外乱を精密に予測するとともに振動予測の不確定性を減らした． 10ベイトラス構造を用い，曲げ・捩じり・局所振動を含む複雑振動を生じるようにトラス構造を拡張した．実験と数値計算により，確率的不変量の予測原理に与える影響としてエネルギ消費量と予測性能を定量的に明らかにした．実績値に基づいた数値目標を達成できるかを明らかにした．(1)準能動制振に実行に必要なエネルギ消費量を3.0mW以下に抑えた．

  5. 伸展トラス構造観測衛星の低エネルギ消費振動制御を実現する確率的予測制振理論の構築

    槙原 幹十朗, 浅沼 春彦, 大塚 啓介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2022年4月 ～ 2025年3月

  6. 新規理論【ベクトル・回転正準変換】で打破する構造解析と機構解析を分かつ壁

    槙原 幹十朗, 大塚 啓介, 永井 大樹

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2022年6月 ～ 2024年3月

  7. 超磁歪素子を用いた精密形状制御を可能とする革新的スマートテンセグリティ構造の開発

    川畑 成之, 槙原 幹十朗

    2020年4月 ～ 2023年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究はテンセグリティ構造に超磁歪素子を用いた張力制御ユニットを搭載した，スマートテンセグリティ構造を開発し，数値シミュレーションと実験の両面からその有効性を実証して，次世代宇宙構造物技術の実現に資する成果を示すことが目的である． テンセグリティ構造の設計・製作の困難さに起因する形状精度や強度の低下により実用化はほとんどなされていないところであるが，当研究グループで取組んできた展開型，適応制御型のテンセグリティ構造に関する知見と，構造要素として十分な剛性と強度を有しながら大きな磁歪効果を生じる超磁歪素子を活用して，張力精密制御ユニットを新規に開発し，スマートテンセグリティ構造システムの実現を目指す． 研究計画2年目である2021年度は昨年度までに開発を進めていた超磁歪素子を用いた張力制御ユニットの基礎的実験を継続して進めるとともに，ユニットの改良とユニットを搭載したテンセグリティ構造モデルの設計製作を進める．基本的な実験を速やかに進めるために3Dプリンタを活用したモデルの製作を進め，機能を検証したのちに高剛性の最終製品を製作する． ユニットの改良においては，初年度に課題があった強度を向上させるために3Dプリンタでの製作材料をPLAからCFRPに変更し，比強度を改善することができた．また，形状も一部改良し，滑らかな動作が可能となった．テンセグリティ構造モデルの設計開発においては最小要素数で構成される構造様式を採用し，シンプルなシステムで形状制御実験を行うための準備を進めた．

  8. スペースデブリ除去テザー衛星のための超⾼速衝突実験

    2020年4月 ～ 2023年3月

  9. 積層複合材構造の実時間衝撃荷重同定の高精度化と高速衝撃荷重同定への応用

    亀山 正樹, 槙原 幹十朗

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Shinshu University

    2019年4月 ～ 2023年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究では、複合材構造に内蔵した圧電センサネットワークによる、異物の秒速200メートル程度までの低速～高速衝突を受ける複合材構造の実時間衝撃荷重同定法を開発し、複合材構造の安全性・信頼性の向上を図ることを目的としており、本研究において提案する、異物の高速衝突を受ける複合材構造の実時間衝撃荷重同定法の有効性について、数値シミュレーション、および実験に基づく検討を行った。 前年度（令和2年度）に実施した高速衝撃荷重履歴同定シミュレーションにおいて、変換行列を決定する際に作用させる面外方向荷重の加振振動数が同定対象となる面外方向荷重の加振振動数に比べて非常に高い場合に生じる「衝撃荷重同定問題の不安定性」を緩和する方法について検討を行った。そこで、本年度（令和3年度）は、本研究において提案する、異なる加振振動数成分を有する複数の衝撃荷重を用いて決定された変換行列を用いる衝撃荷重履歴同定方法の有効性について、実験、および数値シミュレーションの両面から検討を行った。初めに、エアソフトガンを用いた中速衝撃試験、およびインパルスハンマを用いた低速衝撃試験に基づいて決定される変換行列と、荷重の導関数に関する制約を導入した衝撃荷重履歴同定方法を用いることにより、広い振動数帯域の加振振動数を有する低速～中速衝撃荷重の荷重履歴を精度良く同定できることを実験を通じて明らかにした。次に、異なる加振振動数成分を有する複数の衝撃荷重を用いて決定された変換行列と、荷重の導関数に関する制約を導入した衝撃荷重履歴同定方法により荷重作用位置および荷重履歴ともに精度の良い同定が実現できることを数値シミュレーションを通じて明らかにした。

  10. 革新概念「内部変形制御」で乗り越える可変翼航空機モデリングのフィデリティの谷

    槙原 幹十朗, 亀山 正樹, 永井 大樹, 川畑 成之

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2020年7月 ～ 2022年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    革新概念【内部変形制御】により，可変翼機の構造モデルの忠実度・詳細度（フィデリティ）を意のままに変えられる構造解析法を確立して，フィデリティの谷を解決した．国際共同研究と大型風洞実験を通して，理論解析と実証実験の両面から，提案手法の有効性を明らかにした 挑戦的研究としての意義は，①前例研究が少なく知見が乏しい研究分野で，新規アイデアに基づいて【フィデリティの谷】に挑む萌芽的要素があること，②新規【内部変形制御】と国際協力と大型風洞実験をフルに活用して「真のマルチフィデリティの実現」に果敢に挑戦することである．

  11. 振動の完全予測を可能にする準能動制振と予測制御の統一制御理論に向けた研究

    槙原 幹十朗, 中原 健志, 亀山 正樹

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2018年4月 ～ 2021年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    宇宙構造物の制振研究は重要であり，高性能な制振の要求は高い．本研究では，準能動制振の【低エネルギ消費】と【高制振性能】の達成を目指して，「準能動制振と予測制御を融合した統一制御理論」の創成に取り組んだ．本研究グループが研究を進めてきたエネルギ回生型準能動制振と，将来の振動状態を予測する予測制御を統一した．従来の概念では統一理論の構築は難しかったが，準能動制振の将来状態が予測でき，統一制御理論を構築できた．本研究では，構築する「準能動制振と予測制御を融合した統一制御理論」の制振・予測性能を明らかにした．

  12. 新規概念「局所ジョイント座標」で打ち破る柔軟展開翼モデルの２次元と３次元間の壁

    槙原 幹十朗, 亀山 正樹, 永井 大樹

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2018年6月 ～ 2020年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    新規概念【局所ジョイント座標】により，２次元柔軟展開翼モデルを３次元モデルに拡張する挑戦的な研究である．柔軟翼の構造的特徴に基づく「伸び変形微小」を適切に導入すれば，３次元展開角を表現し得る【局所ジョイント座標】を定義できることを実証した．この新たな発想をもって３次元構造モデリングにチャレンジした．現実に即したモデリング法を創生する目的で，３次元効果を考慮した風洞実験を実施した．

  13. デブリ除去のための伝導性テザーの構造形態に関する実験的研究 競争的資金

    槙原 幹十朗

    2017年4月 ～ 2020年3月

  14. 流体・構造・制御の異分野融合による展開翼モデリング法の確立 競争的資金

    槙原 幹十朗

    2017年4月 ～ 2020年3月

  15. 超低消費電力データ収集システムの研究開発 競争的資金

    2016年4月 ～ 2019年3月

  16. 火星航空機の革新展開翼のための制御理論を取り込んだ流体構造連成モデル開発 競争的資金

    槙原 幹十朗

    2017年11月 ～ 2018年11月

  17. 光化学物質を用いたスペースデブリ衝突による空気漏れ検知の研究 競争的資金

    槙原 幹十朗

    2016年4月 ～ 2018年3月

  18. エネルギ回生型準能動的制振システムの性能予測と最適化手法の確立

    小野田 淳次郎, 峯杉 賢治, 下瀬 滋, 槙原 幹十朗

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Japan Aerospace EXploration Agency

    2014年4月 ～ 2018年3月

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    構造物の振動を効率よく減衰させるSSDIと呼ばれる手法の最適化の研究を行った。この手法は振動する圧電素子に取り付けた圧電素子の電極に、スイッチとインダクタ(コイル)から成る回路を取り付け、このスイッチを振動に同期してON、OFFすることにより極めて高い効率で振動を減衰させる。しかし、圧電素子とインダクタの最適な組み合わせの研究等は皆無に近い状態であった。本研究では様々な圧電素子とコイルの特性の測定と実験から、本制振手法の性能を算出できるモデルを作成し、制振性能の最大化に向けた最適化手法を確立した。制振性能が4倍以上となるケースを含めて、具体的な数例について最適化の効果を数値計算で示した。

  19. メカノクロミズム金属錯体を用いたスペースデブリ空気漏れ穴の表示システムの検討 競争的資金

    槙原 幹十朗

    2013年4月 ～ 2016年3月

  20. センサモジュールの研究開発 競争的資金

    2015年3月 ～ 2016年2月

  21. 空力弾性の振幅増大不安定を逆手に取った革新的高出力スイッチング振動発電

    槙原 幹十朗, 亀山 正樹, 竹澤 晃弘, 跡部 哲士, 下瀬 滋

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月 ～ 2015年3月

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    翼フラッタから効果的に電気エネルギを取り出す環境発電（ハーベスティング）システムを研究した．片持ち板翼のダイナミクスを解析するため，準定常空気力学理論および有限要素法を用いた．スイッチング電気回路とピエゾパッチを使用することにより，超音速フラッタから効果的なハーベスティングを実現した．超音速フラッタにおいて，ピエゾパッチを用いたスイッチング手法の評価を行った．従来のハーベスティングシステムと比較して10倍以上の電気エネルギを発生させることを実証した．

  22. セルフパワード・ユビキタス制振の高度実現化に向けた研究

    槙原 幹十朗

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究機関：Tohoku University

    2011年4月 ～ 2014年3月

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    セルフパワード・ユビキタス振動制御システムの高度実現化に向けた研究開発を行った．外部電源を全く必要とせず，外部制御オーソリティを必要としない，自律系セルフパワード制振システムを発明した．デジタルプロセッサを用いているので，複雑な制御ロジックの実装を可能にしている．格段に柔軟性が高く，汎用性・拡張性に優れている．多入力・多出力の高度な制御システムにも対応可能である．セルフパワード制振実験で強制加振下に於いて劇的な変位振幅低減を実証することが出来た．各種実験に於いて，エネルギ損失の割合の詳細を調べた．

  23. メカノクロミズム金属錯体を用いたスペースデブリ衝突貫通穴の位置表示に関する研究

    槙原 幹十朗, 長谷川 美貴, 下瀬 滋

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2011年 ～ 2012年

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    デブリ衝突修復の為に空気漏れ穴箇所を知らせる表示システムを実験的に検討した.急激な温度・圧力上昇をトリガーとして発光・蓄光する「メカノクロミズム金属錯体」を宇宙機の与圧壁内側に塗布した.超高速衝突で剥離しない接着剤の選定を行った.選定の結果,衝突周辺物質は一緒に剥がれることなく,ハロー形状に物質がバンパーに残存していることが確認された.メカノクロミズム金属錯体をアルミ板に接着させることが出来ることを実証した.更に,スペクトル分光装置を用いて,衝突前後でFe錯体とEu錯体のメカノクロミズム金属錯体の発光スペクトルが有意に変化していることを確認した.

  24. 準能動制振の完全無電力化

    小野田 淳次郎, 峯杉 賢治, 竹内 伸介, 槙原 幹十朗

    2005年 ～ 2006年

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    市販のサイリスタ、PUT、ダイオード、コイル及びコンデンサからなる簡単な電気回路を考案、作成し、これを振動するトラス構造物に取り付けた圧電トランスデューサに接続することにより、近似的にエネルギ回生型準能動制御を実現出来ることを実験にて実証した。これにより、計測系はもとよりロジック駆動の電力をも含めて外部からの電力供給を全く必要とせず、機械的振動エネルギから変換した電気エネルギのみによりロジック駆動と圧電トランスデューサ駆動を行うことにより、機械的振動を効率的に減衰させる事が出来ること、すなわち、エネルギ回生型準能動制振の完全無電力化が可能であることを示すことができた。この完全無電力制振の性能は、センサとプロセッサを用いた準能動的制振に比べればやや劣る。実験結果の詳細な分析などから、その主たる原因は、ダイオードのフォーワード電圧などの半導体素子の不可避的特性や、ノイズに対する耐性付与のための工夫の副作用などであることが判明しており、作動電圧の最適化にむけた圧電トランスデューサの積層数の最適化、半導体素子の選択等により完全無電力制振の性能は更に改善できるとの見通しも得た。また、完全無電力であること、即ち完全なメンテナンスフリーに出来ることのメリットは、この性能の若干の低下欠点を補って余りあると考えている。現在論文投稿に向けて成果を取りまとめ中である。また、今後、本手法の実際の衛星構造への適用を目指す予定である。

  25. ロケットフェアリングの革新的音響低減手法の研究

    峯杉 賢治, 槙原 幹十朗, 小野田 淳次郎, 峯杉 賢治

    2005年 ～ 2006年

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    昨年度から引き続き、ロケットフェアリングの一部を模擬した板構造物と圧電素子から成る実験装置を用いて音響透過低減実験を行った。提案するエネルギ回生型音響低減手法を適用することより透過音響レベルが10dBも低減することが確認した。そこで、我々の提唱する革新的な音響低減手法が現実可能である事が実証した。 音響低減効果を高めるために電気回路の改良を図った。これまで我々が提唱してきた電気回路では、圧電素子にかかる電圧値が急激に変化するために、高周波音響の励起が見られた。そこで、電圧値を急激に変化させることない制御回路を考案した。キャパシタ内に一時的に回生エネルギを保管させ、少しずつ圧電素子に戻す制御回路である。本アイデアを取り入れた音響透過実験を模擬した数値計算により、意図通りに高周波音響の励起が緩和される事が示した。高周波音響励起を緩和する機構を有する電気回路を自作し、実験装置に取り付けた。その結果、改良の余地はあるものの、想定する動作をする電気回路の実装が確認した。 更に、実験だけでは用意に得られないパラメトリックスタディを目的として、振動解析と音場解析を結合した数値計算プログラムを自作し、音響低減の効果を定量的に評価した。そのプログラムを用いて、構造物に貼る圧電素子の貼り付け位置を変数とした透過音響低減制御効果の定量的な最適化を図った。更に、ロケットフェアリングのみならず、航空機キャビンにおける騒音低減に適用する事を念頭に、人間の音響感覚フィルタ(A特性)を通した音圧レベルに基づく音響低減手法の評価も行った。我々が提唱する革新的音響低減手法を他の低減手法と比較しながら総合的に評価した。

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社会貢献活動 6

  1. 仙台市立沖野小学校の出前講座

    2019年11月29日 ～ 2019年11月29日

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    航空宇宙工学について、小学校６年生を対象とする講義。

  2. 栃木県立栃木高等学校の公開講座

    2019年3月15日 ～

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    航空宇宙工学について、高校１・２年生を対象とする講義。

  3. JAXA 宇宙科学研究所 宇宙科学談話会

    2016年2月24日 ～

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    招待講演「セルフパワード振動制御手法とその応用研究について」

  4. IHI ゲストハウスにて講演会

    2012年12月13日 ～

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    配線を無くし，複雑な多モード振動からもエネルギを回収する振動発電：完全無電力駆動ワイヤレス・ヘルスモニタリングに向けて

  5. 山梨県立甲府昭和高等学校の公開講座

    2012年10月18日 ～

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    「航空宇宙構造力学（スペーステクノロジー）」について、高校１・２年生を対象とする講義。

  6. エネルギハーベスティング（EH）コンソーシアム

    2011年8月23日 ～

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メディア報道 3

  1. Successful demonstration of fully self-powered vibration suppression

    Tohoku University Press Release

    2012年12月11日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    Successful demonstration of fully self-powered vibration suppression, realization of both vibration suppression and energy harvesting: Development of vibration controller using the original self-sufficient vibration suppression technology

  2. 東北大学プレスリリース

    東北大学本部ホームページ

    2012年12月11日

    メディア報道種別: その他

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    【制振技術】と【エネルギーハーベステイング】を同時実現する完全セルフパワード制振技術の実証に成功（独創的な自給自足型の無電源制振技術による「振動制御装置」の開発）

  3. 橋脚・車の振動 瞬時に抑える

    日経産業新聞

    2012年8月3日

    メディア報道種別: 新聞・雑誌

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    東北大学の槙原幹十朗准教授は橋脚や自動車などに取り付けて振動を瞬時に抑える新装置を開発した．

その他 8

  1. 「自立型電源用セラミックス圧電素子の特性評価に関するJIS開発」委員会委員

  2. アナログ素子を用いた１自由度振動系のエネルギハーベスティング

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    圧電素子とアナログ素子から成る制御機構を組み込んだエネルギハーベスタの開発を行う．実験的及び理論解析的アプローチにより，研究目的を果たす．

  3. デジタルスイッチング制御機構を組み込んだ自律型エネルギハーベスタ

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    デジタルスイッチング制御機構を組み込んだ自律型エネルギハーベスタに関わる学術指導など．

  4. 先進軽量構造システム研究会

  5. 超高精度構造に関する基盤/将来技術研究 高精度スマート構造システム

  6. （JAXA共同研究）：エネルギ回生型準能動的制振の実利用性の飛躍的向上に向けた無電力化

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    準能動的制振について、振動エネルギから変換した電気エネルギで制御ロジックを駆動することにより外部からの電力供給を不要とすることにより、運用性が高く、高性能な制振技術の確立。

  7. 宇宙航空研究開発機構（JAXA共同研究）：エネルギ回生型準能動的制振の衛星構造への適用

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    エネルギ回生型準能動的制振を実際の衛星に適用する第一歩として、実際のハレー彗星探査機「すいせい」の構造モデルを供試体として用いた制振実験を行って本手法の制振効果についての確認・検証。

  8. 研究委員：スマート構造システムの将来技術と実用化に関する研究会

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