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最適で軽量な大規模３次元骨組構造体の自由形状設計を目的とする新たな形状最適化手法を開発した．本手法により，形状のパラメータ化を行わずに自然なフォルムを生成することができる．剛性，振動，ロバスト，座屈，及び強度設計問題を変分法に基づき，分布系の最適化問題として定式化した．各設計問題に対する勾配関数と最適性条件を物質導関数法と随伴変数法を用いながら理論的に導出し，これを擬似分布力して各部材に与えることにより，形状の滑らかさを保ちながら，かつ目的汎関数を減少させる自然で最適なフォルムが決定される．本手法の有効性と実用性は数値計算例によって確認した．また，軸力伝達構造が生成されることも確認された．
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