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2019 年度 実績報告書

CMA-ESを用いたマルチフェーズトポロジー最適化法の開発と光デバイス応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K17778
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, 准教授 (90569344)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードトポロジー最適化 / CMA-ES / 熱伝導制御 / 電気伝導制御 / バイファンクショナルクローク / マルチフィジカルクローク
研究実績の概要

最終年度はCMA-ESを用いたトポロジー最適化のマルチフィジックス問題への拡張を行った.具体的には,熱伝導と電気伝導におけるクローキングを同時に達成する熱電バイファンクショナルクロークのトポロジー最適化をおこなった.最適化された熱電バイファンクショナルクロークは断熱かつ絶縁の領域を囲むように設計され,断熱かつ絶縁の領域があったとしても,それがない均一な系における温度分布と電位分布を再現することに成功した.また,複数の対称性を課した最適化構造はほぼ回転対称の最適化構造となり,この構造はこれまでにラプラスクロークとして有名なバイレイヤークロークの構造と良い一致を示し,バイレイヤークロークが最適化構造の1つであることを裏付けた.
これらのクローキングの実現のみならず,クローキングとコンセントレーティングを同時に実現するクロークコンセントレータのトポロジー最適化の開発も完了し,すでに論文も投稿済みである.この最適化においてはクロークのみならず,特定の領域を通過する熱流速または電流を最大化を同時に実施しており,その最適化に必要な定式化,プログラム開発も行った.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Optimizing the structural topology of bifunctional invisible cloak manipulating heat flux and direct current2019

    • 著者名/発表者名
      Fujii Garuda、Akimoto Youhei
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 115 ページ: 174101~174101

    • DOI

      10.1063/1.5123908

    • 査読あり
  • [学会発表] CMA-ES Based Topology Optimization for Thermal-Electrical Bifunctional Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii
    • 学会等名
      The 42nd PIERS
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermal electrical bifunctional cloak designed by topology optimization based on CMA-ES2019

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii and Youhei Akimoto
    • 学会等名
      ICMAT 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Topology optimization for acoustic cloak incorporating acoustic-elastic coupling2019

    • 著者名/発表者名
      Garuda Fujii and Masayuki Takahashi
    • 学会等名
      ICMAT 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] CMA-ESを用いたトポロジー最適化によるクローク・カムフラージュ・イリュージョン2019

    • 著者名/発表者名
      藤井雅留太
    • 学会等名
      日本応用数理学会研究部会「数理設計」第21回研究集会
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジー最適化の基礎と最新展開2019

    • 著者名/発表者名
      藤井雅留太
    • 学会等名
      第87回 形の科学シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] Garuda Fujii Research Laboratory

    • URL

      http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~garudalab/html/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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