空洞や金属物体を含む任意な地中構造によるイメージング情報からの特徴抽出への挑戦
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21K04239
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
尾崎 亮介 日本大学, 理工学部, 教授 (00453910)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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| Keywords | イメージング情報 / 複数の金属散乱体 / 地中媒質構造の多層化 / 過渡電磁波散乱解析 / 金属ストリップ構造 / 変形空洞形状 / 差分情報 / 層状媒質構造系 / 不均質分布 / 周波数特性 / 金属散乱体 / 誘電体層 / 散乱解析 / 過渡散乱問題 / 周期構造系 / 電磁波過渡解析 / 地中レーダ / 任意空洞 / 金属物体 / 空洞 / 特徴抽出 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，地中媒質を正確に表現できるように周波数の関数で表現し，地中に存在する金属散乱体を複数の導体ストリップ・金属格子の周期配列，任意空洞形状と分散性媒質の周期構造などによってモデル化を行い，複素周波数領域において反射係数を求めるための連立方程式を導出する．導出した反射係数を数値的に規格化時間領域に変換することで時間領域での応答波形が求まる．様々な空洞や金属を配置した場合で得られる応答波形をベースに電磁界解析から金属や空洞等の形状の特徴をイメージング情報から得る事が目的である．
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度(2023年度)および研究期間全体における研究実績の概要は，次の通りである．
令和3年度(2021年度)の研究成果としては，本研究課題の「空洞や金属物体を含む任意な地中構造」を表現するための数理モデル化を行い，電磁界解析を行うための定式化を開発した．具体的には次の通りである．(1)複数の金属散乱体(金属ストリップ構造)で構成された地中媒質の反射係数を求めるための行列連立方程式を，電磁界のモード数のみで解析できる定式化を開発した．(2)任意な空洞形状を含む地中媒質を解析するための解析手法を開発し，従来手法と比較検討する事で検証し本手法の有効性を明らかにした．(3)開発した解析手法を用いて，反射電界と反射磁界による時間応答の差分波形によってある程度の空洞形状の大きさを推定できる知見を得られた．
令和4年度(2022年度)の研究成果としては次の通りである．(1)傾斜した空洞構造を変形した形状である左右対称の空洞形状に対しては，電界と磁界成分を用いた差分波形から特徴の抽出が困難であることがわかった．(2)左右対称な空洞形状に対しては，電界成分の情報のみから，特定な観測時間の振幅差から空洞形状の大きさを推定できる見通しを得られた．(3)傾斜した構造を解析可能な空洞形状を表現するため精度のよい数値解析手法の開発を行った．最後に本年度(2023年度)の研究成果としては，(1)金属物体からの正確な時間応答波形を調査するために，地中媒質内部における時間応答解析をイメージング情報解析と併用することで，金属物体からの反射応答より物理現象から特徴抽出を行える知見を得られた．(2)多層化した地中媒質構造を高精度に解析するための数値解析手法を開発した．(3)電界分布と磁界分布の差分情報により金属物体周辺の影響を抽出できる見通しを得られた．
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Report
(3 results)
Research Products
(29 results)
