2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a mesh-generator using a reaction-diffusion mechanism
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26400213
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| Research Institution | Musashino University |
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Principal Investigator |
上山 大信 武蔵野大学, 工学部, 教授 (20304389)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 反応拡散系 / パターン形成 / メッシュ生成 / 自己組織化 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究におけるメッシュ生成の仕組みは、所謂自己組織化機構の応用である。特に、反応拡散系におけるパターン形成については、その機構の解明に関する研究が多くある中で、自己組織化機構の直接的な応用研究は少ないのが現状である。その理由の一つとしては、実際の化学反応系等で実現されるパターン形成はその制御が極めて困難であることによる。一方で、本研究では応用分野としてメッシュ生成を選んだことで、計算機の中で閉じたシステムとして自己組織化機構を応用することができる。また、近年の計算機の処理速度の向上は、複雑な計算を可能としているが、複雑な領域を効率よくメッシュ分割するには職人芸的な要素が存在しているのも事実である。本研究の成果によって、より高品位なメッシュの自動生成が可能となり、より高度なシミュレーションが可能となる。本年度は、最終年度として最終目標である3次元メッシュの自動生成と生成ソフトウェアの開発に取り組んだが、利用している反応拡散モデルの3次元問題への拡張は単純では無く、極めて狭いパラメータ領域でのみメッシュ生成に使える事がわかった。また、4面体メッシュなどより柔軟なメッシュ生成に向けた検討を行ったが、実現に至らなかった。一方で、領域境界におけるパターンの制御については、境界条件の工夫などにより一定の制御が可能である事が示唆された。全自動のメッシュ生成は現時点では難しく、特に３次元空間における反応拡散パターンの理論解析の必要性が強く示唆された。自己組織化メッシュの完成および一般利用に向けての次のステップとしては、理論的な解析との協働が必要であり、今後への課題となった。また、本研究からの派生として自己組織化機構の応用研究の萌芽が得られた。自己組織化とは局所的機構から全体の最適化を行う事を可能とする為、今後のマイクロデバイス等の自動制御にも応用可能である事が示唆された。
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