| 研究課題/領域番号 |
17K06238
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
山本 崇史 工学院大学, 工学部, 准教授 (30613640)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 吸音材 / 微視構造 / トポロジー最適化 / 均質化法 / 散逸エネルギー / 均質化 / 吸音率 / 随伴変数法 / 多孔質材料 / 解析・評価 / 多孔質吸音材 |
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| 研究成果の概要 |
多孔質吸音材に適用できるように拡張した均質化法とＢｉｏｔのモデルを併用して，既存の多孔質吸音材微視構造の寸法をパレメトリックに最適化する手法を構築した．また，それを用いて所望の周波数において吸音率が最大となる吸音材の微視構造を求めた．発泡材に適用し，所望の周波数範囲において吸音率が最大となる微視構造パラメータを求めた．さらに，既存の微視構造にとらわれない最適な微視構造を創出することを目的に，多孔質吸音材料の微視構造のトポロジーを最適化する設計手法を構築した．目的関数の設計感度および均質化特性の設計感度を求めるため，ミクロスケールおよびマクロスケール解析において随伴変数法を適用した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
均質化法を用いマクロスケールで定義された目的関数を最小にするミクロスケールのトポロジーを最適化する設計法は弾性体問題では構築されているが，それを多孔質吸音材というマルチフィジクスの問題に拡張した．随伴変数法と密度法を用いるトポロジー最適化を応用しており，考え方は他のフィジクスにも応用が可能である．また，これまで，試作した吸音材に対して吸音率などの性能を予測・評価するという設計法が用いられており，目標性能を満たすためにはトライアンドエラーが必要であったが，所望の吸音特性となる吸音材料を最適設計するという従来とは逆方向の新しい設計法を構築することができ，設計の効率化，材料の高機能化につながる．
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