2009 Fiscal Year Annual Research Report
サーフェイスプラズモンを利用した光ナノ構造の構造トポロジー最適化
Project/Area Number |
09F09277
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
西脇 眞二 Kyoto University, 工学研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CHOI Jae Seok 京都大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | 構造設計 / 最適設計 / トポロジー最適化 / レベルセット法 / 電磁場 / 電磁波伝搬 |
Research Abstract |
トポロジー最適化の方法を電磁波伝搬問題への拡張を行うための準備段階として,静的な電磁場に関する構造設計問題に対するトポロジー最適化法の構築を行った.受入研究者のグループは開発してきた,構造問題を対象とした新しいレベルセット法に基づくトポロジー最適化の方法と,電磁場解析法との統合化を図った.構造設計の対象は電気モーターとした.近年,自動車会社では,電気自動車の開発が本格化しており,エネルギー効率のよりよい高性能なモーターの開発が必須となっている.そこで,モーターの構造設計に対応したトポロジー最適化法を開発した.世界的な研究者の動向をみると,すでに従来のトポロジー最適化を用いた類似研究は行われている.しかしながら,その方法では,最適解として得られた構造にグレースケールと呼ばれる領域を含むことが大きな問題となっている.これに対して,受入研究者らが開発してきた,レベルセット法を用いた新しい構造最適化法を用いれば,物体の境界が明確に表現できるため,グレースケールを全く含まない最適設計解を得ることが可能である.そこで、この方法をモーターのような電磁場の構造最適化問題に拡張した.そのために,モーター設計のための設計要件を整理し,評価関数を定式化し、さらにその評価関数に対する最適化アルゴリズムを構築した.開発プラットフォームソフトウエアには,受入研究者のグループが現有するマルチフィジックス解析ソフトウエアCOMSOLを用いた.さらに,開発した方法を,電磁波伝搬問題に拡張するための問題点を整理し,このような問題に対すして本手法を拡張するための方法を検討した.
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