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概要

氏  名: 浅井 健彦(アサイ タケヒコ)
所  属: システム情報系
専  攻: 構造エネルギー工学
研究分野: 構造制御
職  名: 助教
学  位:

博士(土木工学)

学位取得大学:

University of Illinois at Urbana-Champaign(2014年5月)

着任日   : 2016年1月1日
メンター  : 境有紀教授
研究室   :

http://www.kz.tsukuba.ac.jp/~asai/index.html

自己発電型構造制御システムの開発

 我が国はこれまでの歴史において、多くの甚大な地震被害を被ってきた。これらの経験を教訓として、近い将来に高い確率で発生が予想されている東海、南海、東南海地震等に備え、人命、財産等を保護するため、建築、土木構造物における振動制御技術のさらなる高度化が求められている。
 地震荷重を受ける建築、土木構造物の構造制御技術のひとつとして、アクチュエータにより構造物に制御力を作用させるアクティブ制御が挙げられる。これらのアクチュエータは外部電源により作動する仕組みとなっているため、地震時にこの外部電源をいかに確実に確保するかが非常に重要な課題となっている。
 この課題を解決するための手段として、自己発電型構造制御システムの開発を目指し、研究を行っている。通常、建築、土木構造物では、入力されたエネルギーを熱エネルギーへと変換することで、振動抑制を実現している。一方、自己発電型構造制御システムでは電気機械トランスデューサーを用いて、振動エネルギーを電気エネルギーへと変換するエネルギーハーベスティング技術を用いる。そして、発電されたエネルギーを再び制御力として構造物へ入力することでさらなる振動制御を可能にしている。
 さらに、このエネルギーハーベスティング技術を強風を受ける超高層ビルや橋梁、さらには潮流を受ける浮標へも応用し、新たな再生可能エネルギー源として提案し、スマートシティ、サステイナブルシティ実現の一端を担う技術として実現させることを目指している。
 今後は発電機能と振動制御能力の効果を最適にするメカニズム、フィードバック制御理論の提案、そして、その効果を数値解析シミュレーションと実験による検証すること、の二点重点を置いて研究を進めていく予定である。