510 Phase-Field法に基づく機械構造物の構造最適化(OS17.計算力学と最適化(1),オーガナイズドセッション)

概要

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構造最適化とは,設計者の勘と経験に頼らずに,物理的,数学的根拠に基づいて,構造物の最適な形状や形態を決定する方法論である.近年,構造最適化の新しい方法として,レベルセットモデリングに基づいた形状最適化が世界的に注目を集めている.この方法は,一次元高位の関数である,レベルセット関数を用いて,外形形状を陰的に表現する.そして,最適化問題の定式化に基づいて,レベルセット関数を更新させることにより,最適形状を示すレベルセット関数を得る方法である.しかし,この方法は基本的には形状最適化の方法であるため,物体領域に穴がそう出されるようなトポロジー変化を許容しない問題を持つ.さらには,最適構造は無数の局所解を持つが,設計者が意図した最適解を得るのが非常に難しい問題を持つ.そこで,本研究では,著者らが提案した,Topological Phase-Field法に基づく構造最適化を用いることにより,上述の問題を抜本的に解決する方法を構築する.そして,機械構造物の最適化問題に適用することにより,その方法論の有効性を検証する.
2008-11-01