マルチグリッド法と可変複合モデルを用いた強風を受けるシェル構造物の屋根形状最適化

DOI 機関リポジトリ 機関リポジトリ (HANDLE) Web Site 参考文献30件 オープンアクセス
  • 山下 拓三
    東京工業大学大学院理工学研究科建築学専攻　大学院生・修士（工学）
  • 熊谷 知彦
    東京工業大学大学院理工学研究科建築学専攻　助教・博士（工学）
  • 小河 利行
    東京工業大学大学院理工学研究科建築学専攻　教授・工博
  • 宮村 倫司
    日本大学工学部情報工学科　専任講師・博士（工学）
  • 大崎 純
    京都大学大学院工学研究科建築学専攻　准教授・博士（工学）

書誌事項

タイトル別名
  • SHAPE OPTIMIZATION OF SHELL ROOFS SUBJECTED TO STRONG WIND USING MULTIGRID METHOD AND VARIABLE COMPLEXITY MODEL
  • マルチグリッドホウ ト カヘン フクゴウ モデル オ モチイタ キョウフウ オ ウケル シェル コウゾウブツ ノ ヤネ ケイジョウ サイテキカ

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説明

Shape optimization of shell roofs subjected to strong wind is carried out to minimize the maximum vertical displacement. The three dimensional (3D) fluid flow analysis is performed to obtain highly precise dynamic wind load. To reduce the large computational cost of the 3D analysis, the multigrid method is employed to solve the pressure Poisson equation. The objective function of the optimization problem is expected to have strong nonlinearity. Employing Response Surface Model (RSM), the objective function is approximated as a smooth function so that computational cost of the optimization is reduced. Analyses for several experimental points are required to generate RSM. It is not practical to perform 3D analyses for all experimental points due to huge computational cost. Variable Complexity Model (VCM) is useful for generating RSM. VCM is the method combining a high-fidelity model and a low-fidelity model. As the method of generating RSM, two kinds of methods are employed ; (1) VCM (2) 3D analyses for all the experimental points. Optimized shapes are obtained by both methods. Although the value of the objective function of (1) is slightly larger than that of (2), the computation for (1) is much faster than that for (2).

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