2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12650576
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤井 大地 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00212184)
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| Keywords | 構造デザイン / 位相最適化 / 均質化設計法 / 密度法 / グランドストラクチャー法 / ボクセル有限要素法 / メカニズム |
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| Research Abstract |
本研究では,位相最適化手法を利用した建築物の新しい構造デザインツールの開発を行った。位相最適化の手法としては,2次元または3次元連続体の位相最適化手法としての均質化設計法,密度法等があり,トラスや骨組などの1次元部材の位相最適化手法としてのゲランドストラクチャー法がある。本研究では,これらの方法をさらに発展させ,建築物の構造デザインに利用できるツールとして一般に普及させることを目的としている。
本年度の研究成果としては,まず,最適化問題の解法として,新たに逐次凸関数近似法(CONLIN法)の開発を行い,これまで開発した位相最適化のツールに適用した。その結果、従来の逐次線形計画法および最適性規準法に比較して,収束が速く,より最適な解に収束することがわかった。また,これまで開発した2次元、3次元連続体および骨組の位相最適化ソフトの概要、特徴等をまとめ,日本建築学会の技術報告集に発表した。さらに,より剛性の高い最適形態だけでなく,変形を生じさせるメカニズム形態を創生できるツールを開発し,機械学会論文集およびジャーナルに投稿し、採用された。このような形態解析は,建築物のダンパー機構の設計に応用できる可能性があり,今後の発展が期待される。
本研究は,今年度で終了であるが,一応,線形の範囲においては,構造デザインに有効なソフトが開発できた。本成果は、今年中にソフト付の著書として出版し,一般に普及させる予定である。
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[Publications] 藤井大地, 鈴木克幸, 大坪英臣: "最適化手法CONLINを用いた骨組構造の位相最適化"日本建築学会構造系論文集. No.548. 59-66 (2001)
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[Publications] 藤井大地, 鈴木克幸, 大坪英臣: "最適化手法COLINを用いた3次元構造物の位相最適化"土木学会応用力学論文集. Vol.4. 69-77 (2001)
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[Publications] 藤井大地, 鈴木克幸, 大坪英臣: "建築デザイン教育のための形態解析ツールの開発"日本建築学会技術報告集. 第13号. 69-74 (2001)
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[Publications] 藤井大地, 鈴木克幸, 大坪英臣, 石川雅意: "弾性リンク機構の形態最適化(変位を制約条件とする骨組構造の位相最適化)"日本機械学会論文集C編. 第67巻664号. 3730-3737 (2001)
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[Publications] D.Fujii, M.Ishikawa, K.Suzuki, H.Ohtsubo: "Topology optimization of compliant mechanisms using the ground structure with semi-rigid connections"Structural and Multidisciplinary Optimization. 未定. (2002)
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[Publications] 藤井大地, 北山光也, 鈴木克幸, 大坪英臣, 風間悦夫, 川井忠彦: "ノードレスハイブリッド要素を用いた連続体の位相最適化"日本機械学会論文集A編. 68巻667. 1-8 (2002)
