研究者業績

宮﨑 康行

ミヤザキ ヤスユキ  (Yasuyuki Miyazaki)

基本情報

所属
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 教授
学位
博士(工学)(1993年3月 東京大学)
Doctor(Engineering)(The University of Tokyo)

研究者番号
30256812
J-GLOBAL ID
200901061816089228
researchmap会員ID
1000168973

外部リンク

 宮崎康行は1993年に東京大学にて航空学の博士の学位を取得し、1993年以降、日本大学に勤務。主な研究分野は柔軟多体動力学および展開大型宇宙構造物の構造動力学である。また、2001年から2002年にかけて、コロラド大学ボウルダ―校にて弾性体の衝突の数値シミュレーションの研究を行っていた。研究成果の宇宙実証にも重点を置き、2001年~2019年にかけて、研究室にて4機のCubeSatを開発し、打ち上げ・運用を行うとともに、2010年にJAXAが打ち上げて宇宙空間にて大型膜面の展開に成功したソーラーセイルIKAROSのプロジェクトメンバーとして、IKAROSの膜面展開のダイナミクスを予測する解析コードを開発した。この他、2012年に実施したISSでの宇宙インフレータブル構造の宇宙実証プロジェクトSIMPLEに参加し、インフレ-タブル伸展マストの研究・開発に従事してきた。

 2020年10月にJAXA宇宙科学研究所に移り、現在は宇宙科学・探査用の伸展構造・展開構造の研究・開発に従事している。


論文

 76
  • Osamu MORI, Hirotaka SAWADA, Fuminori HANAOKA, Junichiro KAWAGUCHI, Yoji SHIRASAWA, Masayuki SUGITA, Yasuyuki MIYAZAKI, Hiraku SAKAMOTO, Ryu FUNASE
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, SPACE TECHNOLOGY JAPAN 7(ists26) Pd_87-Pd_94 2009年11月28日  査読有り
  • AOKI Takahira, FURUYA Hiroshi, ISHIMURA Kosei, MIYAZAKI Yasuyuki, SENDA Kei, TSUNODA Hiroaki, HIGUCHI Ken, ISHIZAWA Junichiro, KISHIMOTO Naoko, SAKAI Ryoji, WATANABE Akihito, WATANABE Kazuki
    TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, SPACE TECHNOLOGY JAPAN 7(26) Tc_1-Tc_5 2009年5月21日  査読有り
    This paper gives an overview of the currently planned on-orbit space verification experimental device complex composed of multiple inflatable demonstration units, proposed by the authors' group. The compact device named SIMPLE is designed to be suitable for one of the shared experimental installations that constitute a single experimental block attached to the Exposed Facility of Kibo Japanese Experimental Module (JEM) of ISS. The SIMPLE mission was accepted by JAXA as the candidate of the secondary application of the Exposed Facility of JEM at the end of last year.
  • Hiraku Sakamoto, Yasuyuki Miyazaki, Osamu Mori
    Collection of Technical Papers - AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference 2009年  
    The present study develops a new three-dimensional Timoshenko beam finite element (FE) whose length can be varied during transient dynamic analyses. The variable-length element enables the dynamic deployment analysis of exible appendages with non-negligible bending stiffness. In addition, the developed scheme employs an implicit time integration whereby energy and momentum in the system is properly conserved, and no artificial numerical damping is introduced. As a result, the scheme makes it possible to evaluate the impact of structural damping on the system's dynamics. The developed beam element is then used in an FE model of a solar sailcraft currently developed in Japan, and its deployment dynamics is analyzed allowing for the bending stiffness of the bundled membranes, as well as the effect of some realistic design imperfections. © 2009 by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.
  • Yasuyuki Miyazaki, Kosuke Arita
    Proceeding of 49th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference 49(1) 1-10 2008年4月  査読有り
  • Hiraku Sakamoto, K. C. Park, Yasuyuki Miyazaki
    ACTA ASTRONAUTICA 60(10-11) 846-857 2007年5月  査読有り
    A design challenge in large membrane space structures is to apply pretension as uniformly as possible throughout the membrane, without increasing structural mass and volume. The present paper begins with a brief review of existing designs of membranes surrounded by catenary cables and shear compliant borders. The paper then introduces weblike cables that surround the membrane, and analyzes the consequent reduction in mass and volume. In addition, a series of quasi-static finite element analyses demonstrates the attenuation of wrinkles by the web cables when support points are perturbed. The paper concludes that the proposed design preserves a biaxially prestressed membrane even in disturbed conditions, with a minimal suspension-cable mass and volume. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Hiraku Sakamoto, Yasuyuki Miyazaki, K. C. Parkt
    JOURNAL OF SPACECRAFT AND ROCKETS 44(3) 514-521 2007年5月  査読有り
    A numerical structural model of a thin-film sail that simulates the deformation caused by solar-radiation pressure is developed, using a geometrically nonlinear finite element method (FEM). By using the finite element presented in this study, the force and moment exerted on an arbitrarily shaped solar sail subjected to solar pressure can be calculated accurately. In addition, it is shown that the sail deformation due to a solar-pressure load can be approximated by the deformation caused by the corresponding uniform gas-pressure load. This finding will significantly simplify analyses to improve attitude controller design as well as structural design of sailcraft, because commercially available ITEM software can be used for the analyses.
  • 岸本直子, 橋本賢志, 名取通弘, 宮崎康行
    膜構造研究論文集2006 59-63 2007年3月  査読有り
  • Y. Miyazaki, K. C. Park
    INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING 68(1) 98-124 2006年10月  査読有り
    This paper proposes a new finite element method of frictional impact of elastic bodies. The formulation introduces a contact frame that is placed in between contacting bodies and represents the contact surface. The nonpenetration condition and the slip-stick condition are defined between the contacting body and the contact frame with the aid of the independent localized Lagrange multipliers representing the contact forces. The position of the contact frame and the local coordinate of the contacting node along the contact frame are also treated as the independent variable, which enables the exact satisfaction of the constraint conditions without the deficiency or redundant constraint. The energy and momentum conservation algorithm is applied to the proposed impact system. For the case of frictional impact, the linear momentum is exactly conserved and the angular momentum is approximately conserved with negligible error. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.
  • Hiraku Sakamoto, K. C. Park, Yasuyuki Miyazaki
    JOURNAL OF SPACECRAFT AND ROCKETS 43(5) 1107-1116 2006年9月  査読有り
    Once a membrane starts vibrating, suppressing the vibration is very difficult. Thus, the present study primarily aims at isolating a membrane from major disturbance sources, that is, from support structures. The present study introduces weblike suspension cables around a membrane and develops in theory a vibration-isolation strategy applied only along the cables. First, collocated small actuators/sensors are attached at the interfaces of the cables and the membrane to realize a distributed cable-tension control. Second, linear theory-based localized controllers are designed for suspension-cable substructural models. The feedback laws for these two kinds of controllers are derived employing a partitioned equation of motion. The resultant control system is lightweight, simple, low order, robust, and redundant. A series of transient analyses using a geometrically nonlinear finite-element method corroborates the effectiveness of the proposed vibration-isolation strategy.
  • Hiraku Sakamoto, K.C. Park, Yasuyuki Miyazaki
    CD-ROM Proceedings of AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit 1-25 2006年8月21日  査読有り
  • Yasuyuki Miyazaki
    INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING 66(7) 1179-1209 2006年5月  査読有り
    This paper reviews conventional wrinkle models for anisotropic membrane and shows the relation between the models. A new wrinkle model is proposed which assumes virtual shear as well as virtual elongation of the membrane to estimate the real strain in the wrinkled region. This model coincides with the other models if the virtual shear and elongation is determined so that the strain energy is minimized. Another wrinkle/slack model is proposed for the dynamic analysis of thin isotropic membrane undergoing large overall motion with wrinkle and slack. It can take into account the residual compressive stress in the wrinkled and slack regions, i.e. the stiffness in the post-buckling state. It is shown that the proposed model is a generalization of the conventional ones. Finite element formulation of the proposed model is described. Furthermore, the energy momentum conservation framework is constructed for the proposed membrane element, which achieves the unconditionally stable time integration. The total of the proposed method enables us to compute the overall motion of thin isotropic membrane such as the deployment of folded membrane, which has been one of the most difficult problems in aerospace engineering. Copyright (c) 2005 John Wiley & Sons, Ltd.
  • M. Hashimoto, N. Kishimoto, Y. Miyazaki, M. C. Natori
    American Society of Mechanical Engineers, Applied Mechanics Division, AMD 453-458 2006年  査読有り
    This paper shows numerical analysis on dynamic deployment behaviors of membrane structure models embedding inflatable tubes. To treat their nonlinearity, one kind of nonlinear elasto-dynamic analysis methods characterized by modified stiffness matrix is applied. Analyzed models were proposed for future membrane structure systems inspired by insects' metamorphoses. In this paper, we focus on a balance between two kinds of deployment forces: centrifugal forces due to rotation of a central satellite and extension forces due to inflation of embedded tubes. We present numerical results of deployment behaviors of rectangular and hexagonal membrane models. Details of the numerical method are also discussed. Numerical results of the rectangular membrane model provide that there exist minimum values of maximum strain energy of membrane elements at appropriate gas filling time for each rotation rate. This means that we could control deployment behaviors by regulation of inflation rate of embedded tubes and rotation rate of a central satellite bus. Numerical results of the hexagonal membrane model provide that the case of deployment with gas injection shows more smooth deployment behavior without local deformation. In the case of deployment without gas injection there appears to be local deformation with high strain energy density. Copyright © 2006 by ASME.
  • H Sakamoto, KC Park, Y Miyazaki
    JOURNAL OF SPACECRAFT AND ROCKETS 42(5) 850-858 2005年9月  査読有り
    The present study addresses vibration mitigation of membrane structures the boundaries of which are surrounded by weblike perimeter cables. This proposed membrane design realizes significant structural mass reduction when compared to the conventional catenary design. A key dynamic characteristic of the proposed structure is that support perturbations propagated into the outer perimeter cables have a minor effect on the vibration frequencies of the membrane. This property has been exploited in the development of vibration mitigation strategies using active control. This is corroborated by carrying out nonlinear transient analysis which accounts for the effect of wrinkles in the membrane. The results confirm that disturbances emanating from the support structures can be isolated by the outer perimeter cables while maintaining the interior membrane in a wrinkle-free taut condition. A simple active control law has been developed and applied to only the outer perimeter cables. Numerical simulations show that the combination of the web-cable girded membranes and the proposed vibration mitigation strategy can provide sufficient damping for both in-plane and out-of-plane vibrations.
  • Hiraku Sakamoto, K.C. Park, Yasuyuki Miyazaki
    CD-ROM Proceedings of 46th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference 1-18 2005年4月  査読有り
  • Yohei HAMAMOTO, Yasuyuki MIYAZAKI, Yoshitaka NAKAMURA
    Proceedings of 24th International Symposium on Space Technology and Science 24 297-302 2004年10月  査読有り
  • Yasuyuki MIYAZAKI, Tsuyoshi KODAMA
    Jouornal of Mult-body Dynamics 218(1) 1-7 2004年3月  査読有り
  • Yasuyuki MIYAZAKI
    Theoretical and Applied Mechanics Japan 52 211-221 2003年11月  査読有り
  • Tsuyoshi KODAMA, Yasuyuki MIYAZAKI
    日本機械学会論文集(C編) 69(684) 1954-1959 2003年9月  査読有り
  • Hiraku SAKAMOTO, Yasuyuki MIYAZAKI, K.C. PARK
    Proceedings of 44th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference 44 1-10 2003年4月  査読有り
  • H Sakamoto, MC Natori, Y Miyazaki
    JOURNAL OF SPACECRAFT AND ROCKETS 39(5) 695-700 2002年9月  査読有り
    A new concept of redundant space structures using multicellular inflatable elements is proposed, and the results of basic analyses on simple multicellular models are reported. Much effort has been devoted to methods for sufficiently hardening the inflatable elements in space to tolerate damage sustained from space debris, especially with respect to rigidization of a membrane; however, if the structures are redundant, they do not need to be as stiff and strong as those without redundancy. Deflections of two kinds of multicellular cantilever inflatable tubes are numerically investigated. First, nonrigidized tubes are analyzed by the modified Euler-Bernoulli beam theory. Second, rigidized tubes with slackening effects of the membrane are simulated using the modified nonlinear finite element method. The results show that multicellular tubes can be redundant against problems with pressurization and can be as stiff and as strong as monocellular models with less internal gas. In the multicellular rigidized inflatable tubes, maintaining a small amount of internal pressure is quite effective to prevent the deformation of the cross section, which causes a drop in stiffness and strength. Therefore, adopting a redundant system is effective both for rigidized and nonrigidized inflatable elements.
  • Yasuyuki MIYAZAKI, Michiharu UCHIKI
    Proceedings of 43rd AIAA/ASME/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Material Conference 43(1) 1-10 2002年4月  査読有り
  • Taeko MIZUNO, Yasuyuki MIYAZAKI, Yoshitaka NAKAMURA
    Proceedings of 22nd International Symposium on Space Technology and Science (ISTS) 22 525-530 2000年6月  査読有り
  • MIYAZAKI Y.
    Proceedings of 21st International Symposium on Space Technology and Science, 1998 21 1998年5月  査読有り
  • Y Miyazaki, K Kondo
    INTERNATIONAL JOURNAL OF SOLIDS AND STRUCTURES 34(27) 3619-3636 1997年9月  査読有り
    An analytical solution is presented for the spatially large deformation of a thin elastic rod (spatial elastica) which is naturally straight and uniform with equal principal stiffnesses and is subjected to terminal loads. The elastica can suffer not only flexure and torsion as in the classical Kirchhoff theory, but also extension and shear. The present solution is expressed in integral form and described in terms of only four parameters. This solution;clears the difficulty with-the polar singularity in the use of Euler angles. Hence, the numerical analysis is possible for various boundary value problems with no limitation. In this paper we study the post-buckling behavior of an elastica under the terminal twist and uniaxial end-shortening, and give a theoretical explanation to commonly observed phenomena such as secondary bifurcation, formation of a kink, snap-through behavior. The contact problem is analyzed in the case where the elastica contacts with itself and forms a kink. These results are available for other analysis, e.g., based on finite element approximations. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.
  • Koji Sekine, Michihiro Natori, Yasuyuki Miyazaki, Yoshihide Kato
    Proceedings of the 17th International Symposium on Space Technology an Science 585-592 1990年6月  査読有り
  • K MIURA, Y MIYAZAKI
    AIAA JOURNAL 28(6) 1098-1104 1990年6月  査読有り

MISC

 11

書籍等出版物

 3
  • 宮崎康行 (担当:分担執筆, 範囲:超小型衛星用高精度アンテナの開発)
    技術情報協会 2020年4月
  • 宮崎康行 (担当:共著, 範囲:執筆分担および編集)
    オーム社 2014年8月23日 (ISBN: 9784274505003)
    模擬人工衛星CanSatに関する解説書.CanSatの歴史,開発の意義,必要となる考え方や心構え,設計から開発,フィールド実験に至るまでに必要な知識や技術について解説.実際の衛星開発との対比も示してあり,CanSat開発について本書で学ぶことで,同時に本物の衛星の開発・利用の基礎を学ぶことができる.
  • オーム社 2011年11月 (ISBN: 9784274503719)
    1kg~数kg級超小型人工衛星の設計から打ち上げ・運用までの解説

講演・口頭発表等

 377

共同研究・競争的資金等の研究課題

 22

教育内容やその他の工夫

 1
  • 年月日(From)
    2001/01/07
    年月日(To)
    2021/03/31
    件名
    CubeSatの開発・運用を通じたPBL
    概要
    研究室にて学生が1U~8UのCubeSatを計4機開発し,打ち上げて運用してきた.これを通じて,実践的な宇宙工学・システム工学の教育を行ってきた.

その他教育活動上特記すべき事項

 1
  • 年月日(From)
    2012/03/29
    年月日(To)
    2012/03/29
    件名
    日本機械学会宇宙工学部門「宇宙賞」受賞
    概要
    CubeSat開発・打ち上げ・運用を通じた人材育成に対し,日本機械学会宇宙工学部門「宇宙賞」を受賞した.

● 指導学生等の数

 4
  • 年度
    2018年度(FY2018)
    博士課程学生数
    1
    修士課程学生数
    12
  • 年度
    2019年度(FY2019)
    博士課程学生数
    1
    修士課程学生数
    11
  • 年度
    2018年度(FY2018)
    博士課程学生数
    1
    修士課程学生数
    7
  • 年度
    2021年度(FY2021)
    博士課程学生数
    2
    受託指導学生数
    3
    技術習得生の数
    2

● 指導学生の表彰・受賞

 19
  • 指導学生名
    設樂翔一
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    第62回宇宙科学技術連合講演会学生セッション最優秀発表賞
    受賞年月日
    2018年10月25日
  • 指導学生名
    山口光史郎
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    千葉県知事賞
    受賞年月日
    2018年3月25日
  • 指導学生名
    高坂大樹,河原林大思,福永桃子
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    Debris Mitigation Competitionにて1位
    受賞年月日
    2017年12月4日
  • 指導学生名
    福永桃子
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    第61回宇宙科学技術連合講演会学生セッション優秀発表賞
    受賞年月日
    2017年10月26日
  • 指導学生名
    福永桃子
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    平成28年度日本航空宇宙学会学生賞
    受賞年月日
    2017年3月25日
  • 指導学生名
    多田伸
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    Deorbit Device Competitionにて1位
    受賞年月日
    2016年10月17日
  • 指導学生名
    井上将太, 田村明寛
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    Paper Award in The 8th Asian Conference on Multibody Dynamics
    受賞年月日
    2016年8月10日
  • 指導学生名
    鈴木智大
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    平成27年度日本航空宇宙学会学生賞
    受賞年月日
    2016年3月25日
  • 指導学生名
    嶋崎信吾, 村田亮, 丸木悠暉
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    第11回航空機による無重力実験コンテスト最優秀賞
    受賞年月日
    2014年11月28日
  • 指導学生名
    吉原嘉唯, 河原林大思, 関口幸輝, 立松裕基, 田村明寛, 山田諭, 山田将太
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    衛星設計コンテスト日本天文学会賞
    受賞年月日
    2013年11月9日
  • 指導学生名
    井上祥子
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    Tsukuba Executive Committee Award of Student Session in rhe 27th International Symposium on Space Technology and Science
    受賞年月日
    2009年7月9日
  • 指導学生名
    有田公輔
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    平成18年度日本航空宇宙学会学生賞
    受賞年月日
    2007年3月25日
  • 指導学生名
    山崎政彦, 山口晃, 荒木友太, 有田公輔, 瓜田彰, 岡崎一高, 亀山尚志, 種田惇也, 千葉悠太, 増田敬史
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    第14回衛星設計コンテスト設計大賞
    受賞年月日
    2006年10月29日
  • 指導学生名
    木下延昭
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    平成16年度日本航空宇宙学会学生賞を
    受賞年月日
    2005年3月25日
  • 指導学生名
    沖野聡
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    平成15年度日本航空宇宙学会学生賞
    受賞年月日
    2004年3月25日
  • 指導学生名
    醍醐加奈子
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    平成14年度日本航空宇宙学会学生賞
    受賞年月日
    2003年3月25日
  • 指導学生名
    塚本裕之
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    平成13年度日本航空宇宙学会学生賞
    受賞年月日
    2002年3月25日
  • 指導学生名
    平城雅隆, 井上昌久, 大川祐輔, 境野正法, 野村晃司, 日沼俊介
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    第9回衛星設計コンテスト日本航空宇宙学会賞
    受賞年月日
    2001年10月21日
  • 指導学生名
    桶田昌利, 生井沢正樹,山添由紀子, 石井幸生, 水野妙子, 恩田建作
    所属大学
    日本大学
    受賞内容(タイトル、団体名等)
    第6回衛星設計コンテスト日本航空宇宙学会賞
    受賞年月日
    1999年10月18日

● 専任大学名

 1
  • 専任大学名
    総合研究大学院大学(SOKENDAI)