2012 Fiscal Year Annual Research Report
不確定性を考慮した宇宙スマート構造の形態創成設計に関する研究
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22560784
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小木曽 望 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70295715)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西脇 眞二 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10346041)
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| Project Period (FY) |
2010-10-20 – 2013-03-31
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| Keywords | 不確定性 / ロバスト性 / 宇宙構造 / 最適設計 / 確率過程 / パワースペクトル |
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| Research Abstract |
本研究では，材料特性や荷重などが空間的に変動する場合の不確定性を定常確率過程でモデル化する手法とロバストトポロジー最適設計の少ない確率変数でモデル化する手法を確立した．これに加えて，得られた設計解のロバスト性を可視化する手法として，確率過程を利用する手法を構築した．これは，空間変動を有する荷重に対する構造応答の空間変動成分を確率過程によって波数領域で表すことで，支配的な変動を有する波数成分を明確化する．具体的には，応答のパワースペクトルを利用する．これまでは力学的な洞察によってロバスト最適形態の妥当性を定性的に判断してきたが，パワースペクトルを利用して定量的に判断することが可能となり，空間変動特性とロバスト最適形態との関係を明示的に示すことができた．さらに，本手法の計算効率を高めることで，空間変動が一次元の場合から二次元の場合へと拡張し，三次元構造のロバスト設計問題に取り組んだ．
なお，本研究のロバストトポロジー最適設計法は，レベルセット法に基づくトポロジー最適設計法とロバスト設計法の組合せであり，目的関数に利用する二つのパラメータが最適形態におよぼす影響が定量的に判断できていない問題があった．そこで，これらのパラメータの組合せを変化させて詳細に調べることにより，これらのパラメータの影響を明確にするとともに，具体的な設計問題へ適用する際のパラメータ設定の指針を得た．上記の空間変動と合わせて，得られた最適形態のロバスト性の妥当性を明確化することができるようになった．
これにより，スマート構造への適用可能性を明らかにすることができた．
なお，マルチフィジックス問題としての熱と構造の連成問題への適用は，期間内にすべてを明らかにすることはできなかったが，適用可能性を示すことができた．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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