弾性・流れとの連成を考慮した伝熱場の形状最適化の検証

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18560216
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 岐阜工業高等専門学校
• 研究代表者: 片峯 英次 岐阜工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (00224452)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 最適設計 / 形状最適化 / 連成問題 / 有限要素法 / 随伴変数法

研究概要

弾性体, 熱伝導場あるいは流れ場などの連続体領域形状を設計対象にした形状最適化問題は, 機械構造物を設計する上で重要な問題である. 本研究では, 伝熱と弾性変形を連成させた熱弾性場, および伝熱と流れを連成させた熱対流場において, 性能改善を目的としたいくつかの形状設計問題を取り上げ, その問題に対する実用的な解法を提案した. 二次元あるいは三次元問題の数値解析例によって, 提示した解法の妥当性が検証された.

研究成果

• [雑誌論文] Shape Optimization of 3D Viscous Flow Fields (2009)
  • 著者名/発表者名: E. Katamine, Y. Nagatomo, H. Azegami
  • 雑誌名: Inverse Problems in Science & Engineering Vol. 17, No. 1 ページ: 105-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] 抗力最小化・揚力最大化を目的とした定常粘性流れ場の形状最適化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片峯英次, 西橋直志, 畔上秀幸
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 74巻, B編 ページ: 2426-2434
  • 査読あり
• [雑誌論文] 放熱量最大化を目的とした非定常熱伝導場の形状最適化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片峯英次, 岩田侑太朗, 畔上秀幸
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 74巻, B編 ページ: 1609-1616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape Optimization of Thermal Forced Convection Fields (2008)
  • 著者名/発表者名: E. Katamine, Y. Kawase, H. Azegami
  • 雑誌名: Heat Transfer Asian Research Vol. 37(Issue 5) ページ: 313-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] 強制熱対流場の形状最適化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 片峯英次, 河瀬賀行, 畔上秀幸
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 73巻, B編 ページ: 1884-1891
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution of Shape Identification Problem on Thermoelastic solids (2006)
  • 著者名/発表者名: E. Katamine, H. Azegami, M. Hirai
  • 雑誌名: International Journal of Computational Methods Vol. 3, No. 3 ページ: 279-293
  • 査読あり
• [学会発表] 温度依存性材料の定常熱伝導場における形状最適化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片峯英次, 安江銀次, 畔上秀幸
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] Shape Idenification of Forced Heat-Convection Fields (2008)
  • 著者名/発表者名: E. Katamine, Y. Kawase, H. Azegami
  • 学会等名: Proceedings of the 8th World Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Venice, Italy
  • 年月日: 2008-07-05
• [学会発表] Error Estimate of the Shape Gradient for the Stokes Problem by Finite Element Method (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Azegami, Y. Iwata, S. Kaizu, E. Katamine
  • 学会等名: Proceedings of the 5th China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2008-06-16
• [学会発表] 体積最小化を目的とした熱弾性場の形状最適化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 片峯英次, 清水健一, 畔上秀幸
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] Shape Optimization of 3D Viscous Flow Fields (2007)
  • 著者名/発表者名: E. Katamine, Y. Nagatomo, H. Azegami
  • 学会等名: Proceedings of Inverse Problems, Design and Optimization Symposium
  • 発表場所: Miami, Florida, U.S.A.
  • 年月日: 2007-04-18