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Identification of minimum strain energy surfaces by eigenvalue control on equilibrium matrix

Research Project

Project/Area Number 19K04696
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

西村 督  金沢工業大学, 建築学部, 教授 (30367445)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Keywords固有値 / 極小曲面 / 重解 / 膜曲面 / 歪エネルギー / 膜構造 / 釣り合い行列 / 大域的最適解
Outline of Research at the Start

膜構造の初期形状を材料・力学的観点から合理的に設定する目的で実施される形状解析では、歪エネルギーもしくは膜面積という汎関数の停留解を得なければならない。支持境界が単純な閉曲線の場合でも停留解は理論的に複数存在する場合があるため、形状解析法には初期値依存性を考慮した汎関数を最小化する大域的最適解の探索手法が望ましい。汎関数最小化探索を成功させる解析制御パラメータの設定法、および探し終えた曲面が大域的最適解であることを保証した数値解析手法は申請者の知るところ存在しない。本研究では膜構造の釣り合い行列の固有値を制御パラメータとして膜面の歪エネルギーの最小化を保証した形状解析法の構築を目的としている。

Outline of Annual Research Achievements

得られた停留解から他の停留解を探索する方法が必要となる。ポテンシャル法を導入した解探索法で解空間の特異点を回避しつつ、非探索領域を迂回しながら停留解が得られることを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

釣り合い行列の固有値を制御する方針は変更していないが、どの固有値をどう操作すべきかが未だ解明されていない。

Strategy for Future Research Activity

解析モデルを膜要素からケーブル要素へ変更し、指定した境界形状に対する解の存在条件から面積最小曲面を探索する方法を検討する。
釣り合い条件から面積最小の曲面を探索する方法と並行して、極小曲面から他の極小曲面を探索する手法も検討するが、求まった極小曲面を障害物の形状とみなして、他の極小解を探索するためにポテンシャル法を導入する手法を適用してみる。

Report

(5 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] SHAPE CONTROL OF SPINE-TYPE TENSEGRITY MODEL BY EIGENVALUE CONSTRAINTS OF TANGENT STIFFNESS MATRIX2024

    • Author(s)
      HUKUMORI Ikuto、NISHIMURA Toku
    • Journal Title

      Journal of Structural Engineering B

      Volume: 70B Issue: 0 Pages: 142-155

    • DOI

      10.3130/aijjse.70B.0_142

    • ISSN
      0910-8033, 2436-6285
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CHARACTERISTICS OF SIX-STRUT TENSEGRITY MODEL DURING SHAPE CHANGE2023

    • Author(s)
      Nik Elisa Lidya Nik Badrul , Oh Chai Lian , Mohd Raizamzamani , Md Zain , Norrul Azmi Yahya , Lee Siong Wee , Toku Nishimura
    • Journal Title

      Construction Research Institute of Malaysia

      Volume: 40 Pages: 65-75

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] SHAPE CONTROL TO AVOID OBSTACLES OF SPINE-TYPE TENSEGRITY STRUCTURE BY POTENTIAL METHOD2023

    • Author(s)
      HUKUMORI Ikuto、NISHIMURA Toku
    • Journal Title

      Journal of Structural Engineering B

      Volume: 69B Issue: 0 Pages: 190-202

    • DOI

      10.3130/aijjse.69B.0_190

    • ISSN
      0910-8033, 2436-6285
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multi-Directional Shape Change Analysis of Biotensegrity Model Mimicking Human Spine Curvature2022

    • Author(s)
      Oh Chai Lian、Choong Kok Keong、Nishimura Toku、Kim Jae-Yeol
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 2377-2377

    • DOI

      10.3390/app12052377

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 鉄骨置屋根支承部の地震時応答に関するモデル化2021

    • Author(s)
      矢沢諒平、西村督
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 67B Pages: 161-172

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Form-Finding of Spine Inspired Biotensegrity Model2020

    • Author(s)
      Chai Lian Oh、Kok Keong Choong、Nishimura Toku、Jae-Yeol Kim
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 10 Issue: 18 Pages: 6344-6344

    • DOI

      10.3390/app10186344

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 保水容量最大化を目的とする蒸発冷却システム用舗装ブロックの形状最適化法2019

    • Author(s)
      西村督、刀根一将、円井基史
    • Journal Title

      第42回情報・システム・利用・技術シンポジウム論文集

      Volume: - Pages: 322-327

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多峰性を有する等張力曲面の解特性に関する考察2023

    • Author(s)
      西村督
    • Organizer
      日本建築学会北陸支部
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 固有値制約による脊椎型テンセグリティーモデルの形状制御2023

    • Author(s)
      福森郁斗
    • Organizer
      日本建築学会北陸支部
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 等張力曲面探索時の接線剛性行列の固有値に関する考察2023

    • Author(s)
      西村督
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Shape control of tensegrity model mimicking human spine by the potential method2022

    • Author(s)
      HUKUMORI Ikuto
    • Organizer
      International Association for Shell and Spatial Structures
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テンシャル法による脊椎型テンセグリティー構造の形状制御2022

    • Author(s)
      福森郁斗
    • Organizer
      日本建築学会北陸支部
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ポテンシャル法による脊椎型テンセグリティー構造の形状制御解析2022

    • Author(s)
      福森郁斗
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] Recent Advances in Analysis, Design and Construction of Shell & Spatial Structures in the Asia-Pacific Region (1st ed.) Chapter 112019

    • Author(s)
      Nishimura, T.
    • Total Pages
      178
    • Publisher
      CRC Press
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-12-25  

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