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任意微小振幅強制振動に対する2次精度応答解析手法に基づく時間平均量最適化

研究課題

研究課題/領域番号 16K06157
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関摂南大学 (2018-2019)
大阪大学 (2016-2017)

研究代表者

石田 秀士  摂南大学, 理工学部, 准教授 (80283737)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード振動 / 最適化 / 時間平均量 / 大域最適解 / 非反復 / ノンパラメトリック / 熱対流 / ブシネ方程式系 / 機械力学・制御 / 微小振幅 / 漸近解 / 時間平均量最適化
研究成果の概要

本研究では安定定常状態のまわりで任意微小振幅周期的強制振動対する応答が摂動論により解析的に得られることを利用して,内積型と呼ばれる物理量の時間平均値を大域的に最大・最小化する複素振動源分布をノンパラメトリックで非反復に求める手法を提案している.この手法を正方容器内熱対流場に適用した結果,熱交換効率(ヌセルト数)を最大・最小化する渦度と温度の振動源分布を求めることに世界で初めて成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ダンパを導入するなどして無振動状態で安定静止状態を保つ工学的対象物は多い.このような対象に周期振動を加えた場合にある種の量の時間平均量を大域的に最大・最小化する振動源の分布を極めて短時間に求める手法を開発した.この手法は”無振動で安定静止"の条件さえ満足していればいいので,流体と構造物が相互作用して振動する場合の最適な機体の設計や,流体を離れて,ある都市部の建物群に最もダメージを与える地震動を特定するなど,多くの応用が考えられる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Global, nonparametric, noniterative optimization of time-averaged quantities under small, time-varying forcing: An application to a thermal convection field2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ishida, S. Ihara, C. Okema, S. Yamada, and G. Kawahara
    • 雑誌名

      Numer. Heat Transfer, Part B

      巻: 76 号: 4 ページ: 185-202

    • DOI

      10.1080/10407790.2019.1665436

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 任意微小振幅強制振動下での大域的ノンパラメトリック時間平均量最適化-熱対流場への適用-2019

    • 著者名/発表者名
      芝田雄介,木飼和希,石田秀士
    • 学会等名
      第5回摂南大学融合科学研究所講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微小振幅強制振動熱対流場における熱伝達率の時間平均量最適化2018

    • 著者名/発表者名
      井原詩帆,山田祥平,石田秀士,河原源太
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会2017年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小振幅強制振動下でのノンパラメトリック時間平均量最適化-熱対流場への適用-2018

    • 著者名/発表者名
      石田秀士,井原詩帆,山田祥平,河原源太
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第93期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-parametric optimization of time-averaged quantities under small, time-varying forcing: an application to a thermal convection field2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ishida, C. Okema, and G. Kawahara
    • 学会等名
      Optimization2017, Lisbon, Portugal
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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