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J-GLOBAL ID：201702232399205349   整理番号：17A1477806

GAEを用いた自己組織化の概念に基づくアルゴリズムの実装と構造形態創生への適用

IMPLEMENTATION OF ALGORITHM BASED ON SELF-ORGANIZATION CONCEPT USING GAE AND ITS APPLICATION TO STRUCTURAL MORPHOGENESIS

著者 (2件)： 島田英里子 (日本大 大学院生産工学研究科) ,  三井和男 (日本大 生産工)
資料名： 日本建築学会構造系論文集  (Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ))
巻： 82  号： 741  ページ： 1835-1844  発行年： 2017年11月30日 
JST資料番号： F0393B  ISSN： 1340-4202  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 自己組織化に着想を得た形態創生のためのアルゴリズムを開発し,部材長一様化問題,ひずみエネルギー最小化問題,部材断面設計問題へ適用し,有用性を検討した。これらのアルゴリズムを設計支援へ応用するため,Grasshopperへ実装し,解析例を通してこの有効性を示した。その結果,以下の知見を得た。1)平面構造物,曲面構造物に部材長一様化のための節点移動アルゴリズムを適用することによって,部材長分散が減少し,部材長が一様な節点位置を得ることができる。2)平面構造物にひずみエネルギー最小化のための節点移動アルゴリズムを適用することによって,ひずみエネルギーが減少し,剛性のより大きい節点位置を得ることができる。3)平面構造物に部材断面決定のアルゴリズムを適用することによって,目標とする応力度の周辺で応力度分散と体積が減少し,適切な部材断面を設計することができる。4)これらのアルゴリズムを実装した複数個のコンポーネントを直列に連結することによって目的関数が複数ある場合にも適用できる。

シソーラス用語： *構造設計 ,  *自己組織化 ,  アルゴリズム ,  構造部材 ,  最適化 ,  最適化問題 ,  歪エネルギー ,  平面構造 ,  構造物 ,  骨組構造
準シソーラス用語： *形態創生 ,  構造形態 ,  断面設計

分類 (1件)： 構造設計一般  (RA04010E)

引用文献 (19件)：

• 1) Ogawa, T., Ohsaki, M. and Tateishi, R. : Shape Optimization of Single-Layer Latticed Shells for Maximum Linear Buckling Loads and Uniform Member Lengths, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 68, No. 570, pp. 129-136, 2003.8 (in Japanese)
  小河利行, 大崎純, 立石理恵 : 線形座屈荷重最大化と部材長一様化を目的とした単層ラチスシェルの形状最適化, 日本建築学会構造系論文集, 第68巻, 第570号, pp. 129-136, 2003.8
• 2) Fujita, S. and Ohsaki, M. : Shape Optimization of Latticed Shell Defined by Parametric Surface for Uniform Member Length and Maximum Stiffness, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 78, No. 685, pp. 495-502, 2013.3 (in Japanese)
  藤田慎之輔, 大崎純 : パラメトリック曲面で定義されたラチスシェルの部材長一様化と剛性最大化を目的とした形状最適化, 日本建築学会構造系論文集, 第78巻, 第685号, pp. 495-502, 2013.3
• 3) Fujita, S. and Kanno, Y : Topology Optimization of Three- Dimensional Frame Structures Using Mixed-Integer Second-Order Cone Programming, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 82, No. 732, pp. 193-201, 2017.2 (in Japanese)
  藤田慎之輔, 寒野善博 : 混合整数2次錐計画法による3次元骨組構造物のトポロジー最適化, 日本建築学会構造系論文集, 第82巻, 第732号, pp. 193-201, 2017.2
• 4) Mitsui, K. and Tosaka, N. : An Application of Genetic Algorithms to Form Finding Analysis of Spatial Structures, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 61, No. 484, pp. 75-83, 1996.6 (in Japanese)
  三井和男, 登坂宣好 : 遺伝的アルゴリズムの空間造形形態解析への応用, 日本建築学会構造系論文集, 第61巻, 第484号, pp. 75-83, 1996.6
• 5) Hamada, H. and Ohmori, H. : Computational Morphogenesis of Free Surface Shells Considering Both Designer's Preference and Structural Rationality: Part 1 Heuristic approach by multi-objective genetic algorithm, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 71, No. 609, pp. 105-111, 2006.11 (in Japanese)
  浜田英明, 大森博司 : 設計者の選好と力学的合理性を勘案した自由曲面シェル構造の構造形態創生法の提案: その1 多目的遺伝的アルゴリズムによる発見的方法, 日本建築学会構造系論文集, 第71巻, 第609号, pp. 105-111, 2006.11

タイトルに関連する用語 (5件)： 自己組織化 ,  概念 ,  アルゴリズム ,  実装 ,  形態創生