理論応用力学講演会 講演論文集
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第57回理論応用力学講演会
選択された号の論文の287件中1～50を表示しています
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特別講演
特別講演1
特別講演2
特別講演3
パネルディスカッション
PD1 粒子に基づく数値解析法の本質
PD2 原子力における最先端計算科学技術
PD3 熱ふく射の波長制御と応用
PD4 構造物の崩壊解析の最前線
講演（オーガナイズドセッション・一般セッション）
GS3　構造安定性・熱変形
OS18　構造物のロバスト設計・最適設計
  • 塑性崩壊荷重係数を制約とした構造物のロバスト設計法
    寒野 善博, 松田 悠
    セッションID: 1B06
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.28.0
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    構造物の設計において，種々のパラメータの変動(ばらつき)に対するロバスト性を評価することは重要な課題である． ロバストネス関数は，ロバスト性を定量的に評価できる指標の1つである． しかし，ロバストネス関数を計算することは，一般には容易ではない． 本稿では，崩壊荷重係数と呼ばれる構造物の性能の指標を取り上げ，外力がば らつくことを仮定すると，ロバストネス関数を求める問題は線形計画問題に帰 着されることを示す． また，崩壊荷重係数を制約条件とした構造物のロバスト最適設計問題を定式化 し，この問題が線形計画問題に帰着できることを示す．
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  • 複数荷重条件を有するトラス・トポロジーの多目的最適化
    高田 豊文
    セッションID: 1B07
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.29.0
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    複数の荷重条件を有する構造最適化問題は，荷重のバラツキを考慮したロバスト設計問題と見なすことができる．本研究では，複数荷重条件を有するトラス・トポロジー最適化問題を，部材断面積を設計変数とし，部材総体積とコンプライアンスの最小化を目的とした多目的最適化問題として取り扱う．本研究では，最適性条件に基づくと，本設計問題が単目的の最適化問題として記述できることを示し，これを解くことによって，パレート境界すなわち部材総体積とコンプライアンスとの関係式を理論的に導出する．また，非線形計画法を適用したいくつかの設計例を示す．
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  • 粘性ダンパーを有する構造物の複素固有値を指標とした超球体変動領域におけるロバスト最適設計法
    山川 誠, 上谷 宏二
    セッションID: 1B08
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.30.0
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    粘性ダンパーを有する建築構造物の最適設計に関する既往の研究では，設計用応答スペクトルによる応答制約問題を扱うものが多く提案されている．これらの方法では必要となる計算量が少なく，得られた最適解の性質を理解することも可能である．しかし，実務設計では設計用地震動に対する非線形時刻歴応答解析による検証解析が一般的であり，これら既往の研究成果を実務設計にそのまま利用することは難しい．本研究では二種類の解析による応答の補正値を統計的に予測しながら，超球体変動領域内における最悪値を制約条件とするミニ・マックス型の定式化を行い，粘性ダンパーを有する建築構造物を対象としたロバスト最適設計を効率的に行う方法を提案する．また，数値解析例を通じて，通常の最適設計解との比較に関する考察を行い，実際的な設計問題への適用に関して論じる．
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  • エレベーターロープの揺れを考慮したアクティブマスダンパーによる建物制震の基礎的検討
    馬場 敏光, 小檜山 雅之
    セッションID: 1B09
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.31.0
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    高層建物ではエレベーターは移動手段として欠かせないものとなってきている。しかし，地震によるエレベーターロープの横揺れが問題となっている。本研究では，アクティブマスダンパー(AMD)を用いた建物とエレベーターロープの揺れの同時制御の有効性について検討を行った。解析モデルは，最上階に巻上機を設置した吊りロープ式エレベーターを含む60階建の超高層建物を想定し，AMDの質量を建物全質量の0.4%とした。最適レギュレータ理論を用いて制御を行い，評価関数には建物応答に関わる項と制御力に関わる項に加えエレベーターロープに関わる項を導入し，それぞれに重み係数を乗じて，適切な係数の組合せを複数の地震動入力をもとに検討した。その結果，建物応答の制御性能を維持しつつロープの揺れを低減できる範囲を示すことができた。
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  • 柱部材断面の製品誤差を考慮した超高層建築物の地震応答解析
    永野 康行, 西田 真也
    セッションID: 1B10
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.32.0
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    鋼構造超高層建築を設計する上で柱の製品誤差(辺長，板厚の違い)が中小地震においてどのような違いとなって表れるか，この問題に対して考察することにした。本論文の目的は，鋼構造超高層建築物を構造設計する際，柱部材断面の誤差を考慮すると地震応答解析結果にどのような影響を与えるのかを調べることである。本解析の結果，製品誤差等のばらつきを考慮せず構造設計を一貫構造計算プログラムによって設計値を満足していることを確認するだけでは，危険側となる場合がある。実際どの程度の誤差のある製品なのかを念頭に置き，設定された模擬地震動等を入力地震動として，地震応答解析を実施しその結果を踏まえ，製品誤差を考慮する方が望ましい。
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  • 新しい多成分入力地震動モデルの提案とその極限外乱法への応用
    藤田 皓平, 竹脇 出
    セッションID: 1B11
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.33.0
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    建物の耐震設計においては、建物主軸への1方向の入力や、45度方向への入力により安全確認の解析を行うことが多い。しかしながら、地震動は本来3次元の成分を有しており、またその特性は極めて不確定性の高いものであるため、どのような入力が最悪なものとなるかを明らかにすることには大きな意義が存在する。そこで、本研究では、相関を考慮した多成分入力を受ける２方向の平面骨組を対象にして、既存の手法であるCQC3法とは異なる新しい応答評価法を提案し極限外乱問題に応用する。本研究で提案する手法は、応答量を最大化する最悪な多成分入力地震動の組み合せを論理的に見出すことができる極めて独創性・汎用性の高いものである。
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OS7　ミクロ・ナノ熱工学
  • カンチレバー型ナノカロリメータによる微量質量・熱分析技術の研究
    中別府 修, 宮川 幸弘, 吉峯 如
    セッションID: 1C01
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.34.0
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    ナノテクノロジーの進展に伴い微小物質の特性を知る要求が高まっており，著者らはMEMS技術で作ったカロリメータによる熱分析技術の開発を進めている．ここで，微量熱分析の問題として、マイクログラム，ナノグラムレベルの試料質量の同定が難しいことが挙げられる。本研究では，カンチレバー（片持ち梁）型カロリメータに載せた微量試料の質量計測，熱分析技術を実験的に行った。質量計測には，カンチレバーの共振周波数変化から質量を求める共振法を採用し，カンチレバーをピエゾ素子で加振し，レーザー変位計で検出したカンチレバーの信号を位相シフト，増幅してピエゾ素子へ戻すフィードバック制御を行うことで，共振振動数が自動的に測定できるシステムを開発した．結果として，カンチレバー型熱分析センサを用い，質量分解能10ngで質量計測が可能なこと，1μｇ程度のインジウム試料の熱分析結果と質量計測結果は良い一致を示すことが示された。
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  • 分子動力学計算によるナノ多孔体シリコンの熱伝導解析
    宮崎 康次, 永井 大資, 塚本 寛
    セッションID: 1C02
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.35.0
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    ナノ多孔体のシリコンに対して分子動力学計算を行い、周波数解析を行うことで、ナノ構造が熱伝導に与える影響を調べた。特にフォノンの特性に着目、ナノ孔を周期的に設けることで、フォノンの分散関係において、構造周期に対応した周波数にギャップが生じることが確認された。さらに速度の自己相関をフーリエ変換することで近似的に状態密度関数を求めたところ、ギャップに対応するところで状態密度関数の若干の減少が見られた。ナノ構造における熱伝導率の低減は、フォノンの平均自由行程が人工的に抑えられるためだけでなく、周波数ギャップが生じることでフォノンの群速度が低下すること、状態密度関数の減少から熱容量が減少することによっても低下することが求められた。
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  • MD-CFD連成によるミクロ気泡ダイナミクスの解析
    池本 尚史, 松本 充弘
    セッションID: 1C03
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.36.0
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    サイズがマイクロメートル程度以下のマイクロバブルは、MEMSや医療工学などに重要な役割を果たす。そのダイナミクスをＣＦＤにより解析しようとすると、激しく変化する気泡表面の取り扱いや表面近傍での相変化について様々な仮定や近似が必要となる。我々は、気泡近傍を分子動力学（ＭＤ）法で扱い、ゆっくりと変化する遠方領域をＣＦＤで計算する連成計算コードを開発し、気泡崩壊のダイナミクスを分子レベルで解析しようとしている。その例として、圧力波が通過する際のミクロ気泡の非球形崩壊の計算結果を述べる。
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  • ナノチューブ内の界面活性剤水溶液の自己組織化
    荒井 規允, 泰岡 顕治, Xiao, C. Zeng
    セッションID: 1C04
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.37.0
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    界面活性剤水溶液はバルクで様々な形態を示す．球状ミセルや棒状ミセル，紐状ミセル，二分子膜，ベシクルなどが存在することが知られている．本研究では，ナノチューブに閉じ込められた界面活性剤水溶液の自己組織化について，散逸粒子動力学シミュレーションを行った．
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  • シリカナノポア内部におけるイオン移動現象の分子シミュレーション
    巽 直也, 城野 克広, 大宮司 啓文
    セッションID: 1C05
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.38.0
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    シリカナノポア内部のイオン移動現象について分子シミュレーションを行った。シリカナノポアの分子モデルを作成し、そのモデル内部にKCl水溶液を満たした時のイオンの分布、動的性質について、グランドカノニカルモンテカルロ法および分子動力学法を用いて調べた。さらに外部電場を与えた場合のイオンの移動現象について非平衡分子動力学シミュレーションを行った。シリカナノポアの軸方向に一定の長さだけ疎水性に表面改質すると、親水性領域と疎水性領域の境界に電位障壁が発生するため、外部電場の大きさを変えることにより、イオン流を変調させることができることを示した。また、電流－電圧特性を非平衡分子動力学シミュレーションと連続体計算によって求め、その差異を明らかにした。
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OS12　化学工学におけるプロセス強化のための移動現象論の新展開
OS11-1　地震リスクマネジメント
  • ライフラインの地震時機能不全によるシステム影響度評価
    庄司 学, 黒住 展尭
    セッションID: 1D01
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.46.0
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    本研究では，ライフラインの地震時機能不全によるシステム影響度評価手法の開発を行った．具体的には，まず，ライフラインの地震時における機能不全によって影響を受けると考えられる社会・経済システムを取り挙げ，これに関わるライフラインの被害事象を網羅的に抽出する．その上で，個々の被害事象によって発生する影響度の分岐を3～5通りに規定し，これに対応した発生確率と損失額をポアソン分布とガンマ分布でモデル化した上で，それらの影響度の回数分だけ損失額を畳み込み，複合ポアソン分布で損失額の累積発生確率を算出し，リスクカーブとして活用するものである．本提案手法を適用して，首都圏に立地する民間企業の業務基幹システムがライフラインの地震時における機能不全によってどの程度影響を受けるかについて定量的な試算を試みた．
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  • BCPに資する機能停止期間の評価モデル
    荷福 努, 川上 洋介, 中村 孝明
    セッションID: 1D02
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.47.0
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    事業継続計画においては、施設の機能停止確率および機能停止期間が評価項目として重要となる。本報は、地震に起因した施設被害に着目し、事業継続計画に必要となるシステム機能の停止期間について,実用的な評価方法を提示する。評価方法は、同時復旧の原則や損傷事象の統計的独立を前提とし、フォールトツリー解析を基本としたシステム信頼性、および極値の理論を利用している。提案手法の適用性の検討として、直列システム、並列システムおよび直列システムと並列システムが混在する３つのシステムを想定し、それぞれの機能停止期間の確率関数を評価する。
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  • サプライチェーンを考慮した簡易地震リスク評価
    奈良岡 浩二, 石川 裕, 奥村 俊彦
    セッションID: 1D03
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.48.0
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    本論文は、確率論を応用した地震ハザードと建物の地震リスク評価方法に基づいて、サプライチェーンに対する地震リスクの簡易評価方法を提案したものである。この方法では、各事業所の所在地、施設の構造種別、建設年代などを指定し、さらに事業所間のサプライチェーンを考慮に入れて、事業所全体で評価期間内に事業中断する確率とこの確率に対する各施設の影響度を算定するものである。この評価により、全体が抱えるリスクやウィークポイントがどの拠点施設にあるかなどを把握することが可能となる。また、どの拠点施設を耐震補強すべきか、または代替生産施設の確保を優先すべきかなど、費用対効果を踏まえて多角的に検討することができる。
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  • サプライチェーンに依存する企業の地震時BCP策定のためのリスク評価手法の提案
    事業継続計画策定のための業務停止期間の定量的リスク評価のために
    西川 智, 福島 誠一郎, 矢代 晴実
    セッションID: 1D04
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.49.0
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    2007年7月の新潟県中越沖地震では、柏崎市にある自動車部品メーカーが被災したことにより、全国の日本の主要自動車メーカーが生産停止を余儀なくされた。地震時の企業のBCP（事業継続計画）を考える上では、サプライチェーンに依存した操業形態を有する企業の定量的なリスク評価手法が必要である。本論文では、サプライチェーンを構成する複数箇所の事業所の立地と、それぞれの地点での被害リスクを組み合わせ、企業の業務停止期間を定量的なリスク評価手法を提案する。これは、企業にとって、顧客への財・サービス提供の中断が長期化すれば、顧客の離反を招き、仮に長期間の休業後業務再開をしても、市場復帰が困難となるということに着目している。本論文では、直列型、並列型、併用型の3タイプのサプライチェーンが、東京23区、関東地方、東京300km圏の３つのスケールに生産拠点を展開した場合に、各地点の地震リスクとそれによる各拠点の業務停止期間のリスクカーブをもとに、サプライチェーン全体の業務停止期間を定量的に把握する手法を提案し、その有効性を検証した。
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OS11-2　地震リスクマネジメント
  • 高速道路盛土の地震リスク評価の試み
    吉田 郁政, 鈴木 修一, 東畑 郁生
    セッションID: 1D05
    発行日: 2008年
    公開日: 2008/09/01
    DOIhttps://doi.org/10.11345/japannctam.57.0.50.0
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    関東地方の高速道路の仮想の盛土に関して地震リスクの算定を試みた．地震ハザードについてはプレート境界型のマグニチュード８クラスとそれ以外に分けて設定して対応する入力地震動を作成し，対応するフラジリティー曲線の算定を行い，損傷確率の算定を行なった.影響度の評価としては地震被害に伴う直接的な被害，復旧費に加え，間接被害として交通流が阻害され移動時間が伸びることによる迂回損失，等を考慮した．地震リスクに初期の耐震対策コストを加えてライフサイクルコストと考え，これを最小とするような耐震対策の検討を行なった．
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