実験と理論解析の両面から、航空宇宙構造物の振動や構造の動的安定性に関連した研究を行っている千葉教授。なかでも、球形タンク内に入っている液体の動的応答の解明に力を注いでいます。
「具体的には、人工衛星の燃料タンクとして用いられている容器が上下左右に加振されたときに、中に入っている液体がどういった動きをするのか、その動きが容器にどのような影響を及ぼすのかを研究しています。実験には、JAXAから譲り受けたアクリル製の球形タンクを使用。また、今行っている実験では、液体を半分の量入れ、液面はシリコン膜でカバーされています」

簡単に言うと、水を張ったボウルを上下、左右に揺らすようなイメージ。加える力の大きさを変えながら、揺れによって発生する膜面の様子などを調べているそうです。同時に、外部から音響スピーカーで音響加振し、液体を入れた薄肉弾性壁面タンク内の液体の動きを調べる研究も行っています。
「内部に液体を有するタンクが鉛直方向に加振を受けると、“パラメトリック不安定振動”が発生します。その際、外部から音響スピーカーで音響加振すると、不安定振動が発生しやすくなるのかどうかを調べるというものです」

千葉教授の研究室の特徴は、実際に手を動かして実験を行えること。実験環境を整えるのが難しいなどの理由で、コンピュータを用いたシミュレーションで済ませる研究室も少なくないなか、リアルに実験を行えるのが大きな魅力です。
「実験を通して、物理現象を自分の目で確かめることができるのが重要。シミュレーションと違って、学生たちは多くの刺激を得ることができ、実験の楽しさを体感できると思います」

しかも、大和大学の理工学部は実験設備が充実。実験室には、「3次元加振台」という高価な実験装置も導入されています。試験体を3軸方向に加振することができ、千葉教授の研究の強い味方となるもの。今後、実験で積極的に活用していくそうです。
「かつて勤めていた岩手大学にも『3次元加振機』がありましたが、本大学のものは大きくて驚きました。これほどの設備が整っている大学は、そうそうないと思います。『3次元加振台』を活用し、実験の幅を広げていきたいですね」

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