1995 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロマシン設計のための知的計算力学評価システムの研究
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06452145
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| Research Institution | University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉村 忍 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90201053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥田 洋司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90224154)
矢川 元基 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100)
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| Keywords | マイクロマシン / CAE / 計算力学 / デザインウインドウ / 複合現象 / 遺伝的アルゴリズム / 仮想現実感 / マイクロウォブルモータ |
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| Research Abstract |
本研究では、マイクロマシンのおおよその概念および構造が提案された段階において、そのモデリング、連続体力学レベルでの各種挙動評価(構造挙動、熱伝導、流体、電磁気現象)を自動的に行い、評価結果の解釈から設計可能解の存在範囲(デザインウインドウ)や最適設計解の導出までを自動的に行うシステムを開発する。
本年度は、昨年度商用のソリッドモデラ-DESIGNBASE、あいまい知識処理手法と計算幾何学に基づく自動要素分割システムFUZZYMESH、汎用有限要素法解析コードMARCを統合化したCAEシステムに、ニューラルネットワークに基づくデザインウインドウ導出機能を付加した。このシステムを用いて、シリコン薄膜加工技術によって作成される静電容量型のマイクロアクチュエータの満足化設計を行い、4次元デザインウインドウの導出を行った。その結果、3次元静電場解析や静応力解析、振動解析を行いながら、稼働可能な寸法、起動電圧に関するデザインウインドウを効率的に描くことができた。次に、連続変数空間の探索が可能な遺伝的アルゴリズムを開発し、それをCAEシステムに組み込むことにより、最適設計機能を付与した。これを用いてトンネル電流を利用したマイクロ加速度センサーの最適設計を行った。その結果、3次元の静応用解析や固有値解析をもとに最適な形状および物性値を導出できるようになった。
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[Publications] S.Yoshimura,Y.Mochizuki,G.Yagawa: "Automated Structural Design Based on Knowledge Engineering and Fuzzy Control" Engineering Computations. Vol.12. 593-608 (1995)
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[Publications] 吉村忍、李準晟、矢川元基: "三次元き裂の応力拡大係数解析の自動化" 日本機械学会論文集(A編). Vol.61-No.587. 1580-1586 (1995)
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[Publications] 李準晟、吉村忍、矢川元基、河合浩志: "マイクロマシンのための統合化CAEシステムの開発" シミュレーション. (印刷中).
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[Publications] J.S.Lee,S.Yoshimura,G.Yagawa,H.Shibaike: "A CAE System for Micromachines : Its Application to Electrostatic Micro wobble Actuator" Sensors and Actuators A. (印刷中).
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[Publications] 矢川元基、河合浩志、吉岡顕: "仮想現実感技術を用いた有限要素解析支援システム" シミュレーション. Vol.14. 327-335 (1995)
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[Publications] 吉村忍、澤直樹、河合浩志、李準晟、矢川元基: "マイクロマシン設計支援環境に関する基礎的研究" 日本機械学会第5回設計工学・システム部門講演会講演論文集. 95-24. 206-209 (1995)
