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2013 年度 研究成果報告書

電磁波デバイスを対象としたマルチスケールトポロジー最適化

研究課題

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研究課題/領域番号 22360041
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関京都大学

研究代表者

西脇 眞二  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10346041)

研究分担者 泉井 一浩  京都大学, 工学研究科, 准教授 (90314228)
寺田 賢二郎  東北大学, 工学研究科, 准教授 (40282678)
野村 壮史  株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田中央研究所, 研究員 (80394823)
大門 真  株式会社豊田中央研究所, 電磁波応用研究室, 研究員 (70443819)
連携研究者 平山 浩一  北見工業大学, 工学部, 教授 (30218820)
DIAZ Alejandro  ミシガン州立大学, 機械工学科, 教授
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード構造最適化 / マルチスケール解析 / メタマテリアル / 電磁波デバイス / 有限要素法
研究概要

本研究では,新しい機能をもつ,あるいは高機能をもつ革新的な電磁波デバイスの構造創成を目的に,デバイスを構成する材料構造であるミクロ構造と,デバイス自身の構造であるマクロ構造の構造設計を同時に,かつ有機的に実施することが可能な,両スケールの構造創成設計を統合化したマルチスケールにおける構造創成設計法を,トポロジー最適化に基づき構築した.すなわち,所望の有効透磁率あるいは有効誘電率を示す電磁材料のミクロ構造を設計する手法,およびマクロ構造の最適設計として,電磁クローキング,導波管等の最適設計手法を開発し,してそれらの方法論の統合化を図った.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] フェライトを装荷した金属導波管のトポロジー最適化2013

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹,山田崇恭,泉井一浩,西脇眞二,小木曽望
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: Vol.2013,No.20130014

    • DOI

      10.11421/jsces.2013.20130014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Level set-based topology optimization for the design of an electromagnetic cloak with ferrite material2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Takayuki Yamada, Jacob Andkjær, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki, Nozomu Kogiso
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: Vol.49, No.5 ページ: 2081-2084

    • DOI

      10.1109/TMAG.2013.2239965

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A topology optimization method based on the level set method for the design of negative permeability dielectric metamaterials2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki, Jacob Andkjær
    • 雑誌名

      Computer methods in applied mechanics and engineering

      巻: Vol.237-240 ページ: 192-211

    • DOI

      10.1016/j.cma.2012.04.022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Level set-based topology optimization for the design of a ferromagnetic waveguide2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki, Jacob Andkjær
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: Vol.48, No.11 ページ: 3072-3075

    • DOI

      10.1109/TMAG.2012.219626

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inverse design of dielectric materials by topology optimization2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Jacob Andkjær, Ole Sigmund,Kazuhiro Izui,Shinji Nishiwaki
    • 雑誌名

      Progress in electromagnetic research

      巻: Vol.127(DOI: .2528/PIER12020501) ページ: 93-120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチプルフェイズプロジェクション法によるトポロジー最適化(設計変数の低減のための新しいプロジェクション関数の定式化)2011

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹,泉井一浩,西脇眞二
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C 編)

      巻: 77巻775号 ページ: 269-279

    • DOI

      10.1299/kikaic.77.836

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Level set-based topology optimisation of a compliant mechanism design using mathematical programming2011

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui and Nishiwaki Shinji
    • 雑誌名

      Mechanical Science

      巻: Vol.2 ページ: 91-98

    • DOI

      10.5194/ms-2-91-2011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数理計画法を用いたレベルセット法に基づくトポロジー最適化2011

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹,山田崇恭,泉井一浩,西脇眞二
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編)

      巻: 77巻783号 ページ: 41-54

    • DOI

      10.1299/kikaic.77.4001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レベルセット法に基づく誘電体メタマテリアルのトポロジー最適化2011

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹,山田崇恭,泉井一浩,西脇眞二,Jacob Andkjær,Ole Sigmund
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: Vol.2011, No.20110012

    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsces/2011/0/2011_0_20110012/_article/-char/ja/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-FEMによる非均質材料の波動伝搬解析に関する基礎的研究2011

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒, 寺田賢二郎, 京谷孝史
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 67 ページ: 69-81

    • DOI

      10.2208/jscejam.67.69

    • 査読あり
  • [学会発表] Level set-based topology optimization of acoustic metamaterials2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Lirong Lu, Shinji Nishiwaki, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Takashi Yamamoto
    • 学会等名
      Proceedings of 10th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO-10)
    • 発表場所
      Orland, USA, No.5142
    • 年月日
      20130519-24
  • [学会発表] Level set-based topology optimization for the design of an electromagnetic cloak with ferrite material2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Takayuki Yamada, Jacob Andkjær, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki, Nozomu Kogiso
    • 学会等名
      The 15th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC2012)
    • 発表場所
      Oita, Japan, WC2-4
    • 年月日
      20121111-14
  • [学会発表] Design of dielectric materials with prescribed effective permittivity by topology optimization2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Jacob Andkjær, Ole Sigmund, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki
    • 学会等名
      JSME-CMD International Computational Mechanics Symposium 2012 (JSME-CMD ICMS2012)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20121009-11
  • [学会発表] トポロジー最適化手法によるフェライトを用いたクローキング装置の構造最適設計に関する一考察2012

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹, 山田崇恭, Jacob Andkjær, 泉井一浩, 西脇眞二, 小木曽望
    • 学会等名
      2012年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      富山, C-15-19
    • 年月日
      20120911-14
  • [学会発表] Topology optimization for the microstructure design of dielectric materials2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Jacob Andkjær, Ole Sigmund, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki
    • 学会等名
      Proceedings of 7th China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems (CJK-OSM7)
    • 発表場所
      Huangshan, China, J-39
    • 年月日
      20120618-21
  • [学会発表] 有効誘電率の設計を目的とした誘電体ミクロ構造のトポロジー最適化2012

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹, Jacob Andkjær, Ole Sigmund, 泉井一浩, 西脇眞二
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会, 日本計算工学会
    • 発表場所
      京都,G10-1
    • 年月日
      20120529-31
  • [学会発表] Level set-based topology optimization for the design of a ferromagnetic waveguide2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki, Nozomu Kogiso
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference (Intermag 2012)
    • 発表場所
      Vancouver, Canada, BE-08
    • 年月日
      20120507-11
  • [学会発表] トポロジー最適化手法を用いたフェライト導波管の最適設計2012

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹, 山田崇恭, 泉井一浩, 西脇眞二, 小木曽望
    • 学会等名
      2012年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岡山, C-15-17
    • 年月日
      20120320-23
  • [学会発表] トポロジー最適化手法を用いた誘電体メタマテリアルの最適設計2011

    • 著者名/発表者名
      乙守正樹, 山田崇恭, 泉井一浩, 西脇眞二, Jacob Andkjær, Ole Sigmund
    • 学会等名
      2011年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      札幌,北海道, C-1-19
    • 年月日
      20110913-16
  • [学会発表] Level set-based topology optimization of negative permeability metamaterials2011

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomori, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki
    • 学会等名
      Proceedings of 9th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO-9)
    • 発表場所
      Shizuoka, Japan, No.111
    • 年月日
      20110613-17

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公開日: 2015-06-25   更新日: 2018-02-02  

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