1. HOME
  2. 逐次メッシュ生成に基づく境界要素法・有限要素法を用いたトポロジー最適化

逐次メッシュ生成に基づく境界要素法・有限要素法を用いたトポロジー最適化

  • 工学部/工学研究科
  • 機械システム工学専攻

教授 松本 敏郎[まつもと としろう]

http://www.matsumoto.nuem.nagoya-u.ac.jp/matsumoto/index_j.html

シーズの概要

(目的)
構造物のトポロジーを含む最適な形状を、境界要素法及び有限要素法により求める技術を開発する。たとえば機械構造物の剛性を高める形状や音響問題における音場形状,電磁場における電場・磁場強度を制御する空間形状の最適化を図る形状を自動的に求めることができる。

(概要)
機械構造物の設計においてはコンピュータを用いたシミュレーションが援用されるようになっている。本研究課題では,このシミュレーション技術を駆使して,設計要求を満足する構造物の形状を自動的に求めることを目指しており,今後の3Dプリンタを用いた製造技術との親和性にも優れている。

この研究の新規性・独創性

本研究においては,設計領域中に設計対象の形状を配置し,自動的にその対象を境界要素や有限要素に分割して修正を繰り返す方法をとる。その計算過程で,目的関数に対するトポロジー導関数を形状をコントロールするための有益な情報として利用している。

産学連携を目指した応用研究

(地域経済への波及効果)
トポロジー最適化を用いることにより,従来勘と経験で行っていた形状設計を数理的に最適なものとして求めることができる。たとえば,金型の冷却管の形状・配置なども3Dプリンタの技術と融合すれば,最適な形状を求めることができ,デザイン的にも従来とは異なる幾何学的にモダンな形状を求めることができるようになると考えられる。

(実用化への見通し)
解析ソフトウェア、理論の蓄積が十分であり,実用化は迅速に行うことが可能である.

キーワード

トポロジー最適化,境界要素法,有限要素法,自動メッシュ