| 研究課題/領域番号 |
18K19781
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
吉野 正人 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00324228)
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| 研究分担者 |
藤井 雅留太 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (90569344)
鈴木 康祐 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (10735179)
秋本 洋平 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20709654)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 流体クローク / 埋め込み境界-格子ボルツマン法 / トポロジー最適化 / 共分散行列適応進化戦略 / レベルセット法 / 格子ボルツマン法 / 埋め込み境界 / 埋め込み境界－格子ボルツマン法 / 流体メタデバイス |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，障害物周りの流体を完全に制御し，障害物による流れの乱れをゼロにすることで実現可能な流体クロークの創生設計法の開発を目的とし，埋め込み境界-格子ボルツマン法を用い，流体クロークの周辺の領域において性能評価を行った．また，構造の表現手法としてレベルセット法，最適化構造の解探索手法としてCMA-ESを用い，非定常問題に対するトポロジー最適化を開発した．このようなトポロジー最適化は時間を遡った感度解析が必要であるが，本研究で開発したトポロジー最適化はそれらの煩雑な感度解析を必要とせず，性能の悪い局所的最適解が多く存在する多峰性最適化問題においても初期推定などのトライ＆エラーが不要となった.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
障害物により流体の通過することのできる断面積が減るために，流量の保存則から，クロークされる障害物周辺では流速が速くならざるおえない．本研究の流体クロークの評価値は障害物がない流れ場と障害物がクロークされた流れ場の差を最小化し，クロークがない場合の目的関数値を1とする無次元化をおこなった．障害物周りに流体クロークの構造を設定することで，障害物のみ場合よりもさらに周辺の流速が上昇し，目的関数が1を下回ることが困難であった．これらは，本研究の問題設定においては流体クロークの設計と実現が，物理的に解決が困難であることを示唆しており，障害物がない場合の流れ場の完全な再現は困難であることが明らかになった.
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