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Fast direct solvers for the boundary element method in 3D and their applications to optimal design problems

Research Project

Project/Area Number 26870269
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Computational science
Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Isakari Hiroshi  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50638773)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords境界要素法 / 高速直接解法 / トポロジー最適化 / トポロジー導関数 / 感度解析 / 随伴変数法 / 波動問題
Outline of Final Research Achievements

This study aims at developing fast direct solvers for boundary element method and efficient topology optimisations with the direct solvers. We have studied three types of the fast direct solvers; an interpolative-decomposition (ID)-based method, adaptive cross approximations with the H-matrix algebra, and the fast multipole (FMM) combined with a multifraontal solver for algebraic equations. With the proposed solvers, we have developed topology optimisations for wave devices. We have confirmed that an optimal design problem for sound-proof device, which is one of the important issues in engineering, can efficiently be solved by the proposed optimisation method.

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Periodic band structure calculation by the Sakurai-Sugiura method with a fast direct solver for the boundary element method with the fast multipole representation2016

    • Author(s)
      Isakari H., Takahashi T., Matsumoto T.
    • Journal Title

      Engineering Analysis with Boundary Elements

      Volume: 68 Pages: 42-53

    • DOI

      10.1016/j.enganabound.2016.03.018

    • NAID

      120005868245

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    • Author(s)
      Isakari H., Nakamoto K., Kitabayashi T., Takahashi T., Matsumoto T.
    • Journal Title

      European Journal of Computational Mechanics

      Volume: 印刷中 Issue: 1-2 Pages: 165-193

    • DOI

      10.1080/17797179.2016.1181042

    • NAID

      110009940211

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      中本謙太, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎
    • Journal Title

      計算数理工学論文集

      Volume: 15 Pages: 55-60

    • NAID

      40020679492

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      Volume: 15 Pages: 37-42

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    • Journal Title

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      Volume: 15 Pages: 31-36

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      40020679396

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    • Journal Title

      計算数理工学論文集

      Volume: 14 Pages: 19-24

    • NAID

      40020290442

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    • Author(s)
      H. Isakari, K. Kuriyama, S. Harada, T. Takahashi, T. Matsumoto
    • Journal Title

      Mechanical Engineering Journal

      Volume: 1 Issue: 4 Pages: CM0039-CM0039

    • DOI

      10.1299/mej.2014cm0039

    • NAID

      130004684523

    • ISSN
      2187-9745
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      機械学会東海支部第65期総会・講演会
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      2015-06-08
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      飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎
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      岩手大学
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      北林達也, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎
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      岩手大学
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      2014-11-22 – 2014-11-24
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      近藤豊大, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎
    • Organizer
      第24回設計工学講演会
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      徳島大学
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
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      H. Isakari, J. Lee, T. Takahashi, T. Matsumoto
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      WCCM XI
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      Palace of Congresses of Catalonia, Spain
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
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Published: 2014-04-04   Modified: 2017-05-10  

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