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生物的アプローチによる大空間構造物の構造形態創生

研究課題

研究課題/領域番号 12650579
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関鹿児島大学

研究代表者

本間 俊雄  鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60311883)

研究分担者 山本 憲司  鹿児島大学, 工学部, 助手 (70311884)
皆川 洋一  鹿児島大学, 工学部, 教授 (30128459)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード生物的アプローチ / セル・オートマトン / 遺伝的アルゴリズム / 免疫アルゴリズム / 最適化 / 構造形態創生 / テンセグリティ構造 / 育種システム / 構造形態 / 満足化 / 複合ケーブル構造の形態決定 / 移動座標系
研究概要

H12年度は生物的アプローチの計算方法による基礎研究、H13年度は、建築構造解析、特に構造形態の創生や逆問題の解析、同定解析に応用する生物的アプローチ(セル・オートマトン(CA)法,遺伝的アルゴリズム(GA),免疫アルゴリズム(IA))の理論展開と基本的なプログラム開発を完了した。また、これらの考え方を発想支援システムへと発展させるための可能性を調べ、基本的な考え方と試作システムの開発を進めた。H14年度は、これらの成果を基に、各生物的アプローチを有機的に関連付けた育種法(simulated breeding method)と呼ばれる方法の基礎を確立させ、大空間構造物の構造形態創生発想支援に関する試作システムの開発を中心に研究開発を実施し、育種法の可能性を調べた。
建築構造の形態を求める問題では大域的最適解だけが要求されるわけではなく、デザインを考慮した実現可能な評価の優れた準最適解を得る方法が重要である場合が多い。ここに、数理的な一義的に解を決定しようとする方向ではなく、生物的アプローチによる多様性を追求した多くの準最適解を設計者の発想に基づいて、設計者の評価を直接構造評価に反映させることが可能なシステム開発が要求され始めている。特に、大空間構造は、デザイナーの描いた形状が必ずし、構造として適切であるかどうかすぐには判定できないため、ここで試作した生物的アプローチを利用した育種法による発想支援システムは、デザインの幅を広げる可能性を有する。本研究では、生物的アプローチ利用による発想支援の基本的な考え方が明確にできた。なお、種々の分野における育種法は進化的な計算手順による内容ではあるが、本研究により、盆栽的な方法による形態創生を可能とする考え方も新たに提案できた。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] T.Honma, N.Tosaka: "Autonomous Decentralized Finite element Method and Its Applications"Journal for Numerical Methods in Engineering. (to appear).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 本間俊雄, 高崎一美: "セル・オートマンによる形態発想支援システムについて"計算工学講演論文集. (to appear). (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 本間俊雄, 加治広之, 登坂宣好: "免疫アルゴリズムによるトラス構造物の多目的最適化と解の多様性"構造工学論文集. 49B. 309-317 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山本憲司, 本間俊雄, 皆川洋一: "自律分散有限要素法によるケーブル構造の初期張力決定法について"最適化シンポジウム講演論文集. 5. 159-164 (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 本間俊雄, 栫弁慶: "空間構造の形態発想支援に関するシステムの開発の試み"計算工学講演論文集. 7-2. 883-886 (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Honma, N.Tosaka: "Generation of Structural Shapes and Systems by Autonomous Decentralized Finite Element Method"The 6^<th> Asian Pacific Conference on Shell and Spatial Structures (APCS 2000). II. 809-816 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tosaka, T.Honma, K.Yamamoto, Y.Minakawa: "Generation of Structural Shapes and Systems by Autonomous Decentralized Finite Element Method"The 6^<th> Asian Pacific Conference on Shell and Spatial Structures (APCS 2000). I. 159-166 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 本間俊雄: "節点近傍モデルのセル・オートマン法による計算力学と形態の創生"第2回半谷裕彦記念「形態解析セミナー」. CD-2. 1-38 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日本建築学会編: "構造形態創生の理論と応用(応用力学シリーズ8)"日本建築学会・丸善. 284 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Honma and N. Tosaka: "Autonomous Decentralized Finite Element Method and its Applications"Journal of Numerical Methods in Engineering.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Honma and H. Takasaki: "An Idea Support System of Structural Morphogenesis Using Cellular Automata"Proceeding of the Conference on Computational Engineering and Science, JSCES. 8, to appear. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Honma, H. Kaji and N. Tosaka: "Multiobjective Optimization of Truss Structures by Immune Algorithms and Diversity of Its Solutions"Journal of Structural Engineering, AIJ. 49B. 309-317 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yamamoto, T. Honma and Y. Minakawa: "Determining Optimal Initial Tension of Cable Structures Using Autonomous Decentralized Finite Element Method"The 5^<th> Optimization symposium, JSME. 5. 159-164 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Honma and B. Kakoi: "System Development to Idea Support of Structural Morphogenesis for Spatial Structure Design"Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science, JSCES. 7-2. 883-886 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Honma: "Computational Mechanics by Cellular Automata Method of Nodal Point Neighborhood Model and Structural Morphogenesis"The 2^<nd> Yasuhiko HANGAI commemoration "Morphological analysis seminar", Seminar Proceedings CD. 2-2. 1-38 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Honma and N. Tosaka, Ed. T.J.Kwun and D.G.Lee: "Generation of Structural Shapes and Systems by Autonomous Decentralized Finite Element Method, in The 6^<th> Asian Pacific Conference on Shell and Spatial Structures (APCS 2000), Korea, Vol. II"Hakumun Publishing, Inc.. 809-816 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Tosaka, T. Honma, K. Yamamoto and Y. Minakawa, Ed. T.J.Kwun and D.G.Lee: "Structural Morphogenesis by Autonomous Decentralized Finite Element Method, in The 6^<th> Asian Pacific Conference on Shell and Spatial Structures (APCS 2000), Korea, Vol. I"Hakumun Publishing, Inc.. 159-166 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 本間俊雄, 栫弁慶: "空間構造の形態発想支援に関するシステム開発の試み"日本計算工学会,計算工学講演会論文集. 第7巻,第2号. 883-886 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 加治広之, 本間俊雄, 登坂宣好: "免疫アルゴリズムによるトラス構造物の最適化と多様"日本計算工学会,計算工学講演会論文集. 第7巻,第2号. 879-882 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 猿木洋二郎, 松山和彦, 本間俊雄: "自律分散有限要素法による複合ケーブル構造の初期形態決定について"日本計算工学会,計算工学講演会論文集. 第7巻,第2号. 875-878 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山本憲司, 本間俊雄, 皆川洋一: "自律分散有限要素法によるケーブル構造の初期張力決定法について"日本機械学会,第5回最適化シンポジウム講演論文集. 5巻. 159-164 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 本間俊雄, 加治広之, 登坂宣好: "免疫アルゴリズムによるトラス構造物の多目的最適化と解の多様性"構造工学論文集. 49B(掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Honma, N.Tosaka: "Autonomous Decentralized Finite Element Method and Its Applications"International Journal for Numerical Methods in Engineering. 未定(掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松山和彦, 本間俊雄: "自律分散有限要素法を用いた複合ケーブル構造の導入張力決定解析"日本計算工学会、計算工学講演会論文集. 6巻、2号. 763-766 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 本間俊雄, 松山和彦: "セル・オートマトン法を用いた複合ケーブル構造の初期形態応力・変形解析についてその1 定式化と解析手順について"日本建築学会大会学術講演会梗概集. 東京B-1. 917-918 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 松山和彦, 本間俊雄: "セル・オートマトン法を用いた複合ケーブル構造の初期形態応力・変形解析についてその2 Geiger Typeの複合ケーブル構造を用いた解析例"日本建築学会大会学術講演会梗概集. 東京B-1. 919-920 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山本憲司, 皆川洋一, 大森博司: "座屈荷重を目的関数とする対称平面アーチの形状最適化"日本建築学会大会学術講演会梗概集. 東京B-1. 325-326 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 松山和彦, 本間俊雄: "自律分散有限要素法を用いた複合ケーブル構造の導入張力決定解析"日本応用数理学会年会講演予稿集. 九州. 52-53 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 本間俊雄, 松山和彦: "自律分散有限要素法を用いた複合ケーブル構造の形態形成について"第51回理論応用力学講演会講演論文集NCTAM2002. 409-410 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 加治広之, 本間俊雄, 登坂宣好: "免疫アルゴリズムによるトラス構造物の多目的最適化と形態の多様性について"日本建築学会九州支部研究発表会. 第41号・1(発表予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 栫弁慶, 本間俊雄: "生物的アプローチを利用した空間構造の形態発想支援システムの開発"日本建築学会九州支部研究発表会. 第41号・1(発表予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 松山和彦, 本間俊雄: "自律分散有限要素法を用いた複合ケーブル構造に対する初期形態の安定性について"日本建築学会九州支部研究発表会. 第41号・1(発表予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 本間俊雄, 中山昌尚: "空間構造の数値解析ガイドライン(第4章張力構造・応力変形解析p. 266-291 分担)"日本建築学会・丸善株式会社. 388 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 本間俊雄: "節点近傍モデルのセル・オートマトン法による計算力学と形態の創生"第2回半谷裕彦記念「形態解析セミナー」論文集CD. 第2巻1. 1-38 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山本憲司: "応力分布を目的関数とする曲面構造の形状最適化に関する研究"第2回半谷裕彦記念「形態解析セミナー」論文集CD. 第2巻4. 1-13 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 本間俊雄,登坂宣好: "生物モデルの線形硬化則を利用した平面構造の形態決定"日本建築学会大会学術講演会梗概集. 東北B-1. 347-348 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 栫弁慶,本間俊雄,山本憲司,皆川洋一,登坂宣好: "生物的アプローチによるトラス構造の最適重量設計解析"日本建築学会大会学術講演会梗概集. 東北B-1. 345-346 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tosaka,T.Honma,K.Yamamoto and Y.Minakawa: "Structural Morphogenesis by Autonomous Decentralized Finite Element Method"The 6th Asian Pacific Conference on Shell and Spatial Structures (APCS 2000). Vol.I. 159-166 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Honma and N.Tosaka: "Generation of Structural Shapes and Systems by Autonomous Decentralized Finite Element Method"The 6th Asian Pacific Conference on Shell and Spatial Structures (APCS 2000). Vol.II. 809-816 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 井本裕介,登坂宣好,本間俊雄: "自律分散有限要素法によるトラス構造物の形態解析"日本機会学会第13回計算力学講演会講演論文集. 13. 327-328 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 工藤豊,皆川洋一: "遺伝的アルゴリズムを用いた単層トラスドームの最小重量設計"日本建築学会九州支部研究発表会論文集. 第40号・1. 329-332 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 松山和彦,本間俊雄: "自律分散有限要素法による複合ケーブル構造の解析-初期張力導入法と変形・応力解析-"日本建築学会九州支部研究発表会論文集. 第40号・1. 345-348 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 栫弁慶,本間俊雄: "生物的アプローチを利用した空間構造の形態創生と発想支援について"日本建築学会九州支部研究発表会論文集. 第40号・1. 709-712 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 日本建築学会 編(本間俊雄分担執筆:I-4,III-1-5): "構造形態創生の理論と応用"日本建築学会・丸善. 31 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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