| 研究課題/領域番号 |
16H04255
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
松本 敏郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10209645)
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| 研究分担者 |
田地 宏一 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00252833)
山田 崇恭 京都大学, 工学研究科, 助教 (30598222)
飯盛 浩司 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50638773)
高木 賢太郎 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60392007)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | フォノニック構造 / トポロジー最適化 / 境界要素法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，振動遮断特性を有する複数の材料から構成される局所的な微細構造が埋め込まれた周期構造により，振動や騒音を格段に遮断することが可能な3次元フォノニックメタマテリアルのトポロジー最適化を行うことを目的としており、境界要素法を用いた局所共振周期構造高精度なトポロジー導関数の高速な解析法の開発と，レベルセット法を組み合わせたトポロジー最適化法の検証を行った。本年度はまず，局所共振構造を組み込んだフォノニックメタマテリアル単位周期構造を想定して，開発したソフトウェアで単位周期構造の最適化のための数値実験による有効性と，実際の構造の最適設計へのの検証を行った。周期構造内は複数材料からなる単位構造が無限に続く構造であり、周期境界条件を満足する基本解の利用が有効であるが、基本解が無限級数となるためにその収束性が計算効率に大きな影響を与える。そこでそのKummer変換による表現を修正して動弾性問題においても計算の高速化を図った。また、トポロジー最適化を行う際には、構造の形状が変化するごとに実際の問題と対応する随伴問題に対して２回連立方程式を解く必要があり、境界要素法で従来用いられている多重極法では効率的ではない。そこで係数行列を圧縮してLU分解を用いるHマトリックスに基づく方法を組み込み、さらに境界要素法で計算を行う際に発生する仮想的固有振動数を除去する方法としてBurton-Miller法を適用するために必要なパラメータの選択に関する考察を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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