| 研究課題/領域番号 |
16H04255
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械機能要素・トライボロジー
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
松本 敏郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10209645)
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| 研究分担者 |
田地 宏一 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00252833)
山田 崇恭 京都大学, 工学研究科, 助教 (30598222)
飯盛 浩司 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50638773)
高木 賢太郎 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60392007)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | phonic material / boundary element method / topology optimization / フォノニック構造 / トポロジー最適化 / 境界要素法 / 設計工学 |
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| 研究成果の概要 |
振動遮断特性を有するメタマテリアルの設計のため，バンドギャップの最大化を行うトポロジー最適化，周期境界という特殊な境界条件を考慮した，効率的で高精度な固有値解析法とフォノニック構造の介在物材料に対するトポロジー導関数の計算法の開発，および固有振動数を目的関数とした周期構造のトポロジー最適化手法の開発を目的とし，周期単位構造の固有値の再配置をトポロジー最適化で行う方法，波動解析を多重極法の展開係数を疎行列を圧縮して直接法に基づく高速直接境界要素法，周期単位構造の波動解析における見かけの固有値の除去を行い，さらにこれらの方法を弾性波の変換デバイスの設計への応用した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
特定の周波数帯の弾性波が周期構造中を伝播する際に遮断される現象は，振動遮断構造として期待されているもののまだ実用的ではない。本研究は単位周期構造中に弾性体と樹脂などの連続体からなる局所共振構造を作りこみ，数値計算を駆使することで振動を遮断する格段に小さい最適な3次元フォノニックメタマテリアルを，シンセシスによって創成する方法を開発する試みである。本研究を発展させ，振動遮断特性を有する格段に小さな3次元メタマテリアルを作ることができれば，将来の高速鉄道，航空機，自動車，その他の機械構造物の制振や騒音低減技術の一つとして卓越した成果が期待できる。
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