領域最適化理論の検証

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06650104
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 畔上 秀幸 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (70175876)
• キーワード: 最適設計 / 計算機援用設計 / 有限要素法 / 計算流体力学 / 連続体の振動 / 速度法 / 勾配法 / 力法

研究概要

平成6年度において2次元領域を対象とした線形弾性連続体の平均コンプライアンス最小化問題、固有振動数最大化問題、流れ場の散逸エネルギー最小化問題およびポテンシャル流れ場流速規定問題に対して得られた基礎検証結果を踏まえて、平成7年度は以下の成果を得た。
1.線形弾性連続体の平均コンプライアンス最小化問題および固有振動数最大化問題を3次元領域を対象として解析できるシステムを汎用の有限要素法解析プログラムを利用して構築した。そのシステムを用いて、3次元領域を対象とした平均コンプライアンス最小化問題を解析し、平均コンプライアンスが単調に減少する結果を得た。また、固有振動数最大化問題に本研究で開発したシステムを用いて2次元平板の解析を行い固有振動数が単調に増加し、収束する結果を得た。3次元問題も3次元要素でモデルを作成することにより解析可能である。
2.ポテンシャル流れ場の規定領域におけるポテンシャルあるいは流速が規定した分布になるように領域形状を決定する領域同定問題を解析できるシステムを汎用の有限要素法解析プログラムを利用して構築した。そのシステムを用いて、2次元伝熱体の内部に温度規定領域を設けた外形状同定問題を解析し、良好な同定結果を得た。また、理想流体の流れ場に置かれたNACA0012型翼の表面近傍圧力(流速自乗)分布を規定して異なる形状からNACA0012型翼の形状が同定される結果を得た。3次元問題も3次元要素でモデルを作成することにより解析可能である。

研究成果

• [文献書誌] 畔上秀幸: "領域最適化問題の一解法" 日本機械学会論文集. 60巻A編. 1479-1486 (1994)
• [文献書誌] 畔上秀幸,呉志強: "線形弾性問題における領域最適化解析(力法によるアプローチ)" 日本機械学会論文集. 60巻A編. 2312-2318 (1994)
• [文献書誌] 下田昌利,呉志強,畔上秀幸,桜井俊明: "汎用FEMコードを利用した領域最適化問題の数値解析" 日本機械学会論文集. 60巻A編. 2418-2425 (1994)
• [文献書誌] 片峯英次,畔上秀幸: "粘性流れ場領域最適化問題の解法(力法によるアプローチ)" 日本機械学会論文集. 60巻B編. 3859-3866 (1994)
• [文献書誌] 片峯英次,畔上秀幸: "ポテンシャル流れ場の領域最適化解析" 日本機械学会論文集. 61巻B編. 103-108 (1995)
• [文献書誌] 呉志強,畔上秀幸: "固有振動問題における領域最適化解析(力法によるアプローチ)" 日本機械学会論文集. 61巻C編. 930-937 (1995)
• [文献書誌] 片峯英次,畔上秀幸: "粘性流れ場の領域最適化解析(対流項を考慮した場合)" 日本機械学会論文集. 61巻B編. 1646-1653 (1995)
• [文献書誌] M.Shimoda,T.Sakurai,H.Azegami: "Shape Optimization of Linear Elastic Structures Subject to Multiple Loading Conditions -A Traction Method Approach to Minimum Volume Design-" Current Topics in Computationall Mechanics, ASME. PVP-Vol.305. 319-326 (1995)
• [文献書誌] 下田昌利,畔上秀幸,井原久,桜井俊明: "複数荷重を考慮した線形弾性体の形状最適化(力法による体積最小問題)" 日本機械学会論文集. 61巻A編. 1545-1552 (1995)
• [文献書誌] 呉志強,畔上秀幸: "固有振動問題における領域最適化解析(質量最小化問題)" 日本機械学会論文集. 61巻C編. 2691-2696 (1995)
• [文献書誌] H.Azegami,M.Shimoda,Z.C.Wu: "Domain Optimization Analysis of Continua" Computational Mechanics'95,Theory and Applications(Proceedings of the ICES95). 177-182 (1995)
• [文献書誌] E.Katamine H.Azegami: "Domain Optimization Analyses of Flow Fields" Computational Mechanics'95,Theory and Applications(Proceedings of the ICES95). 229-234 (1995)
• [文献書誌] H.Azegami,M.Shimoda,E.Katamine,ZC.Wu: "A Domain Optimization technique for Elliptic Boundary Value Problems" Computer Aided Optimization Design of Structures IV,Structural Optimization. 51-58 (1995)
• [文献書誌] 呉志強,畔上秀幸: "周波数応答問題における領域最適化解析(力法によるアプローチ)" 日本機械学会論文集. 61巻C編. 3968-3975 (1995)
• [文献書誌] H.Azegami,M.Shimoda,E.Katamine: "A Smooth Shape Optimization Technique for Continua and Flow Fields" Proceedings of Second China-Japan Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems. 7-11 (1995)
• [文献書誌] H.Ihara,M.Shimoda,H.Azegami: "Integrated Topology and Shape Optimization for Structural Design Using a General-Purpose FEM Code" Proceedings of Second China-Japan Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems. 104-109 (1995)
• [文献書誌] Z.C.Wu,H.Azegami Y.Sogabe,Y.Arimitsu: "Domain Optimization Analysis of Linear Elastic Continua in Vibration Problems" Proceedings of Second China-Japan Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems. 236-241 (1995)
• [文献書誌] Z.C.Wu,H.Azegami: "Domain Optimization Analysis in Linear Elastic Problems(Approach Using Traction Method)" JSME International Journal. 39巻A編(4月号掲載予定). (1996)