2011 Fiscal Year Annual Research Report
電磁波デバイスを対象としたマルチスケールトポロジー最適
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22360041
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西脇 眞二 京都大学, 工学研究科, 教授 (10346041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
泉井 一浩 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90314228)
大門 真 株式会社豊田中央研究所, 電波デバイス・システム研, 研究員 (70443819)
寺田 賢二郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40282678)
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| Keywords | 構造最適化 / マルチスケール解析 / メタマテリアル / 電磁波デバイス / 有限要素法 |
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| Research Abstract |
本研究では,新しい機能をもつ,あるいは高機能をもつ革新的な電磁波デバイスの構造創成を目的に,デバイスを構成する材料構造であるミクロ構造と,デバイス自身の構造であるマクロ構造の構造設計を同時に,かつ有機的に実施することが可能な,両スケールの構造創成設計を統合化したマルチスケールにおける構造創成設計法を,トポロジー最適化に基づき構築する.この方法が確立されれば,数学的および力学的見地に基づき高機能なリモートセンシングデバイスやフェーズドアレーアンテナなどの構造設計が可能となる.前年度には,電磁波領域のメタマテリアルをトポロジー最適化法に基づき創成するための課題を検討し,基礎的なアルゴリズムの構築を行うことができた.
本年度は,ミクロ構造の構造最適化手法の開発においては,境界上の電磁波の反射により,不規則で物理的な不適当な構造を創出する問題点を解決するため,周期境界条件を確保しながら,境界近傍の特性値に相応して変化可能な吸収境界法を検討した.さらにその方法を,誘電体メタマテリアル等の構造設計に適用し,その有効性を検証した.また,電磁波伝搬問題を対象としたマルチスケール解析が可能な方法論の構築の一環として,マクロスケールのトポロジー最適化の方法論を構築し,その方法をパッチアンテナの最適設計法に適用し,その有効性を確認した.さらに,上述のミクロ構造の最適化とマクロ構造の最適化の統合化について,基礎検討を行った.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究分担者,研究協力者のご支援,ご指導により,当初計画通りに,研究が進められている.
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度も,研究分担者,研究協力者と密な連携を図りながり,研究計画則して進めていく予定である.また,さらなる展開を期待して,海外の研究者との連携も積極的にはかっていきたい.
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