| Project/Area Number |
10J09407
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Building structures/materials
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三木 優彰 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2010 – 2011
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
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| Budget Amount *help |
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | 形状決定 / 弾性体の大変形 / 有限要素法 / 三項法 / 双対推定 / 微分幾何 / 最適化 / 数理計画 / 張力構造 / 最小化 / 連続体 / リーマン計量 / 仮想仕事の原理 / 応力密度法 |
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| Research Abstract |
博士課程3年間の研究内容を博士論文にまとめ、「三項法と双対推定による構造物の釣り合い形状の探索」と題し、工学系研究科建築学専攻へ提出を行った。
実数値関数の停留値問題、仮想仕事の原理、勾配記号∇を用いた停留条件の3つの一般表現を中心に、構造物の釣り合い形状の探索に利用可能な問題の表現を整理した。また、張力構造の形状決定問題及び連続体の大変形問題を、勾配ベクトルの一般化という観点から統一的に扱える枠組みを整備した。定式化の特徴としては、歪の代わりにリーマン計量を用い、変位場を用いない、次元に非依存などの特徴がある。また、材料則としては弾性体のみを扱う。
さらに、標準的な関数の直接最小化及び束縛条件つき最小化として、三項法と双対推定が構造物の釣り合い形状の探索という目的に適していると論じた。ここではユークリッド空間上のみならず、リーマン多様体上での最小化の定式化を行った。逐次二次計画法や直線探索を用いた方法との比較も行った。さらに、構造デザインの視点にたち、減衰定数γ=0.98の提案及び、実際の構造物の設計にどのように利用可能か詳細にスタディを行った。例えば、テンセグリティ、張力膜構造、ケーブルネット構造、特に、リアルタイムな入力デバイスと高精度な可視化デバイスの利用を前提に、繰り返し計算の途中で各種パラメータを変更可能なフローチャートの提案と、多様な問題の釣り合い形状の探索の様子の図示を行った。また、付録に曲面論やリーマン幾何、連続体の力学、膜理論などをまとめた。
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