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広周波数帯での不可視化を目指したワイドバンド光学迷彩のトポロジー最適化法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26870239
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
計算科学
研究機関信州大学

研究代表者

藤井 雅留太  信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (90569344)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードトポロジー最適化 / 光学クローク / 広帯域 / レベルセット法 / カーペットクローク
研究成果の概要

本研究では光学迷彩構造の1つであるカーペットクロークのトポロジー最適化を行い,複数の周波数において透明マント効果を出現させた.カーペットクロークは平坦面上の凸を無散乱化し,凸が無い場合と同じ平坦面による反射を実現することで.凸を不可視化することができる.形状表現方法としてはレベルセット法を用い,格子点上に配置したレベルセット関数を線形に補間し,レベルセット関数のゼロ等位面を誘電体構造の境界として有限要素モデルを作成した.複数の周波数において,散乱を数値化した評価関数の和を最小化する誘電体構造を設計した.得られた最適化構造の評価関数の周波数応答を計算し,複数の周波数で透明マント効果を確認できた.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Topology-optimized carpet cloaks based on a level-set boundary expression2016

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii and Tsuyoshi Ueta
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW E

      巻: 94 号: 4 ページ: 043301-043301

    • DOI

      10.1103/physreve.94.043301

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topology optimized design of carpet cloaks based on a level set approach2015

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii and Masayuki Nakamura
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 9630 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1117/12.2191256

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topology-optimized multiple-disk resonators obtained using level set expression incorporating surface effects2015

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii, Tsuyoshi Ueta, Mamoru Mizuno, and Masayuki Nakamura
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 23(9) 号: 9 ページ: 11312-11326

    • DOI

      10.1364/oe.23.011312

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 進化的戦略を用いたカーペットクロークのトポロジー最適化2016

    • 著者名/発表者名
      高橋 正幸,藤井 雅留太,秋本 洋平,中村 正行
    • 学会等名
      日本機械学会第 26 回設計工学・システム部門講演会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CMA-ES を用いたトポロジー最適化と光デバ イス応用2016

    • 著者名/発表者名
      高橋 正幸,藤井 雅留太,秋本 洋平,中村 正行
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会 (CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Objective Topology Optimization for Carpet Cloaks2016

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii
    • 学会等名
      WCCM/APCOM2016
    • 発表場所
      COEX, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Objective Topology Optimization for Carpet Cloaks2016

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii
    • 学会等名
      WCCM XII & APCOM VI
    • 発表場所
      Seoul, Republic of Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Topology optimized carpet cloak by means of a level set based topology optimization2015

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii and Masayuki Nakamura
    • 学会等名
      11th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimisation (WCSMO-11)
    • 発表場所
      Sydney University, Australia
    • 年月日
      2015-06-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Level set-based topology optimization for whispering gallery mode resonator circuits incorporating surface effects2014

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii, Tsuyoshi Ueta, Mamoru Mizuno, and Masayuki Nakamura
    • 学会等名
      META 2014
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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