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2023 年度 実施状況報告書

動的非線形問題に対するトポロジー最適化理論の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K12997
研究機関東京大学

研究代表者

岡 大将  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (00962268)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワード最適設計問題 / トポロジー最適化 / レベルセット法 / 非線形境界条件
研究実績の概要

本研究課題は, 動的非線形問題に対するトポロジー最適化理論を構築するための準備として, 既存の線形楕円型方程式に対する基礎理論を非線形問題や動的問題に対しても適用できるように拡張することが目的である. 今年度は, 静的非線形問題に対して取り組んだ. その際, 非線形境界条件を伴う定常拡散方程式に対するトポロジー最適化問題に対して得られた成果をAmerican Institute of Mathematical Sciences (AIMS)主催の国際会議にて報告した. また, その数値解析手法についてICIAM 2023 minisymposia にて報告した. さらに, その改良方法について学術論文として報告し, 受理された. その他, 現在投稿準備中である非線形境界条件の場合に得られた結果の一部を京都大学数理解析研究所 (RIMS)の講究録として報告も行なった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

非線形境界条件を伴うトポロジー最適化問題に対する最適領域の存在性に関する理論的な結果が得られており, 既存のレベルセット法の改良及び, 感度解析が完了している観点から数値解析を行う準備もできており, 研究計画通りに遂行できているからである.

今後の研究の推進方策

静的非線形問題に於いて得られた成果を学術論文として報告する. 次に, 動的線形問題として, 非定常拡散方程式に対するトポロジー最適化問題に取り組む. 既存の斉次Dirichlet境界条件の場合に於ける結果に基づき, 最適領域を構成するレベルセット関数の存在性やその数値的な構成方法について考察する. そこで, 今年度報告した数値解析手法に基づいて感度解析及び, 数値実装を行い, 最適性についても検討する.

次年度使用額が生じた理由

次年度に国外出張の予定が増えたため.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Level set method via positive parts for optimal design problems of two-material thermal conductors2024

    • 著者名/発表者名
      Oka Tomoyuki
    • 雑誌名

      Mathematics and Computers in Simulation

      巻: 223 ページ: 299~306

    • DOI

      10.1016/j.matcom.2024.04.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Qualitative analysis of space-time periodic homogenization for nonlinear diffusion equations2024

    • 著者名/発表者名
      Oka Tomoyuki
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku

  • [雑誌論文] 非線形境界条件を伴うトポロジー最適化問題2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大将
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2251 ページ: 14~28

  • [学会発表] Qualitative analysis of space-time periodic homogenization for nonlinear diffusion equations2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大将
    • 学会等名
      RIMS Workshop Evolution Equations and Related Topics -Energy Structures and Quantitative Analysis-
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Level set-based topology optimization method with nonlinear diffusion2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大将, 山田 崇恭
    • 学会等名
      ICIAM 2023 minisymposia
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Homogenization problem for nonlinear boundary conditions and its applications to optimal design problems2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大将, 喜多 航佑, 松島 慶
    • 学会等名
      The 13th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Space-time periodic homogenization for nonlinear diffusion equation2023

    • 著者名/発表者名
      赤木 剛朗, 岡 大将
    • 学会等名
      The 13th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 消散型波動方程式に対する準周期的時空均質化問題2023

    • 著者名/発表者名
      岡大将
    • 学会等名
      日本数学会 2023 年度秋季総合分科会
  • [学会発表] Topology optimization problem with geometric constraints for manufacturing2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大将
    • 学会等名
      第1回形状設計数学セミナ
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimal design problem with geometric constraints for manufacturing2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大将
    • 学会等名
      Study Group “Functional Analysis and Applications”
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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