熱流体を対象としたトポロジー最適化について事例を含め詳しく解説している。立ち読みご意見・ご感想はこちら在庫あり2営業日以内に出荷致します。対象としたトポロジー最適化の基礎理論から,固体熱伝導問題,弾性体変形問題,流体問題,熱流体問題への展開方法,さらには格子ボルツマン法を用いた方法について,事例を含め詳しく述べている。本書執筆のきっかけは,3人の著者の出会いから始まる。その歴史を振り返ると,まずは西脇眞二と矢地謙太郎氏との出会いがある。矢地氏は2010年4月に修士課程の学生として西脇の研究室に配属された。優秀な彼は,研究に関し卓越した能力をもつだけでなく,国体ボート競技でつねに上位を占める優れたアスリートでもあった。2011年には,翌年に開催されることになっていたロンドンオリンピックへの参加に強い希望をもち,修士課程の1年間を休学し,ボートに専念した。残念ながら,最終選考まで残ったものの,ロンドン行きはなくなってしまったが,その後も国内競技には博士課程に在籍しながら参加し,多くの実績を残している。ちなみに,西脇がたまたまNHKの教育番組でボート競技を視聴していたとき,矢地氏に関し,アナウンサーから「京都大学の博士課程に在籍しながら,ボート競技に参加しています。」等々の説明があり,大いに驚いた記憶がある。当時研究室は吉田キャンパスにあったが,彼は滋賀県の瀬田に住み,朝4時からボートの練習をし,その後自転車で二山越えて大学に向かったという,強靱な精神力と体力には頭が下がる。このときの経験は,その後多くの研究成果を創出した彼の研究活動の原動力になったと思う。修士課程,および博士課程で,彼は流体問題に関するトポロジー最適化の研究をしたいという強い希望をもっていた。そのモチベーションの源泉は,速く漕げるオールの構造を求めたいとのことであった。当時西脇には流体を取り扱う十分な知識がなく,その指導をどのようにするか,正直なところ悩んでいた。その問題を解決するきっかけとなったのが,本書のもう一人の著者である近藤継男氏との出会いである。(以下,豊田中研)の先輩にあたる。1988年に西脇が豊田中研に入社して間もない頃から,近藤氏は流体解析の分野である程度名が知られ,またのちには,元豊田中研で現九州大学教授の安倍賢一氏によるAKN(Abe-Kondoh-Nagano)モデルと呼ばれる乱流モデルの開発にかかわる研究者として,世界的にも知られることとなる研究者であった。西脇が京都大学に異動する前から近藤氏とは面識があり,異動後にはぜひとも指導いただきたいと思っていた。矢地氏が流れに関するトポロジー最適化について研究を始めたばかりのときに,たまたま機会があり,いろいろと助言をいただいた。矢地氏がはじめて論文を投稿した国際ジャーナルにおいて,辛口の査読者との度重なるやりとりの末に何とか採択まで漕ぎ着けられたのは,近藤氏の助言のおかげである。矢地氏は,その後信州大学の吉野正人教授ならびに名古屋大学の松本敏郎教授の指導をいただき,世界に先駆けて格子ボルツマン法を用いた流体問題のトポロジー最適化の方法を提案し,現在ではその先駆者として構造最適化の分野で高い評価を得ている。この研究の成果が,本書における矢地氏の執筆部分の内容となっている。近藤氏は,豊田中研在籍中に,流れに関するトポロジー最適化の発端となるいくつかの論文をすでに発表していた。世界的に見れば,流体の世界にトポロジー最適化を最初に展開したのは,2003年に論文を公表したBorrvallとPeterssonであるが,近藤氏は翼型の空力やヒートシンクの熱伝達に関するトポロジー最適化の方法を世界に先駆けて提案しており,その貢献は非常に大きい。このうち,後者(熱伝達トポロジー最適化)に関する論文は,その後多くの研究者に参照され,トポロジー最適化を熱流体の分野に展開する発端となった。豊田中研では,それ以前に川本敦史氏がトポロジー最適化に関する研究を立ち上げていたが,近藤氏とともに川本チームのメンバーであった松森唯益氏を筆頭著者とするこの論文により,世界のトポロジー最適化の潮流が変わったといっても過言ではない。実際,これをきっかけに多くの関連論文が著名な雑誌に掲載されるようになった。この論文に記された方法の応用についても活発に議論されるようになり,高性能冷却デバイスや高効率熱交換器の構造を創出できる期待が高まってきた。このような状況下で西脇のもとにも多くの企業からこれに関する問合せがあり,産業界からの強いニーズを感じとるようになった。この流れを受け,熱流体分野のトポロジー最適化を産学で議論する場として,西脇が2019年9月に「熱流体を対象としたトポロジー最適化研究コンソーシアム」を設立し,方法論開発の指導をいただくために,近藤氏に参画いただくことにした。以来,2か月に1回の頻度で委員会を開催してきたが,近藤氏には,流体解析の基礎からトポロジー最適化の方法論,またその応用など広い範囲にわたり,ほぼ毎回,チュートリアルを実施していただいた。そのチュートリアルのために作られた資料がきわめて洗練され充実した内容であったため,西脇が近藤氏に書籍にまとめていただくようお願いした。これが,本書の近藤氏担当の執筆内容のもととなっている。以上のように,本書は,西脇が執筆を担当した第1章と第2章,ならびに近藤氏(第3章~第8章,付録)と矢地氏(第9章)が2010年以降のおよそ10年間に実施してきた研究内容をまとめたものとなっている。トポロジー最適化の基礎理論から,固体熱伝導問題,弾性体変形問題,流体問題,熱流体問題への展開方法,さらには格子ボルツマン法を用いた方法について,事例を含め詳しく述べている。読者の今後の研究開発の一助となることを切に願う次第である。与え、所望の性能指標を最大化する材料の配置を計算し、設計空間モデルで想定される製品の使用環境やスペックに対して最適形状を見つけることである。筆者はこの分野には明るくない。それでも「基礎」を信じて頁をめくってみた。数式はたくさん出てくるが工学系であれば、読み解けれるレベルである。「2.トポロジー最適化の基本的な考え方」を丹念に読んでおけば、あとの章はスムーズに読み進めることができる。弾性体にしても熱流体にしても物理の知識を引き出し、数式を追っていけば理解できるであろう。シミュレーションの図が豊富なのも大いにためになる。読後に門外漢の私でもトポロジー最適化の議論に入れるのではないかと思う。いやいや早合点は禁物である。引用・参考文献の中から選んだ本を読みながら、本書を読み返し、専門家の意見を聴く機会に臨もう。様(業界・専門分野:機械工学)】この本は熱流体のトポロジー最適化に関する理論を扱っており、数学的な理論の概要から具体的な物理モデルの定式化まで幅広くカバーしています。計算力学に精通している読者を対象としており、特に伝熱と流体の問題に関する詳細な導出が記されている点が魅力です。日本においては過去、弾性問題に関する文献が主流でしたが、この書籍は熱流体問題に取り組む学生や企業の設計者にとって非常にアクセスしやすい内容となっています。今回は基礎編なので記載はないですが、具体的なプログラミングコードや数値実装の方法を解説した実践的な続編が出版されれば、より多くの利用者にとって有益なリソースとなると感じました。ついて,理論から数値計算に至るまでその経緯をわかりやすく解説。-優れた特徴を持つ流体シミュレーション法である格子ボルツマン法と偏微分方程式を対象としている差分格子ボルツマン法について説明。