宇宙構造物を対象とした不確定性を考慮した設計支援ツールの構築

构建考虑空间结构不确定性的设计支持工具

基本信息

批准号：
20K14637
负责人：
伊藤誠
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14637/
关键词：
不確定性最適設計信頼性航空宇宙工学宇宙構造物

项目摘要

本研究の目的は，宇宙構造物を対象とした不確定性を考慮した設計支援ツールを構築することである．そのために，不確定性の定量化，最適設計手法，シミュレーション技術の3つの技術要素を統合させることが重要と考えられる．2021年度の研究成果としては，応答曲面を利用した信頼性に基づく最適設計手法の高度化及び宇宙環境を考慮した最適設計手法の構築を行なった．宇宙環境で使用される構造物は，多くの場合，過酷な熱環境にさらされる．そのため，アンテナ鏡面に代表される高精度構造物の設計においては熱変形の影響を無視することはできない．そこで，本研究では熱変形の影響を最小化するための構造位相（トポロジー）を導出するための最適設計手法を構築した．さらに，高精度構造物の性能と熱変形量の抑制の2つの目的関数を設定した多目的トポロジー最適化手法に拡張し，形状可変鏡のアクチュエータ構造の設計問題に適用した．また，応答曲面を利用した信頼性に基づく最適設計手法の開発では，サンプル点配置を導くための関数を作成することで汎用性を拡大することに成功した．これらの結果を投稿論文として整理し，発表した．

这项研究的目的是构建一个设计支持工具，该工具考虑了空间结构的不确定性。因此，重要的是要整合三个技术要素：不确定性的量化，最佳设计方法和仿真技术。由于2021财年的研究结果，基于使用响应弯曲表面的可靠性的最佳设计方法得到了增强，并考虑到空间环境而构建了最佳设计方法。在太空环境中使用的结构通常暴露于恶劣的热环境中。因此，不能忽略高精度结构（例如天线镜面）的设计。因此，在这项研究中，我们建立了一种最佳设计方法，用于得出结构相（拓扑），以最大程度地减少热变形的影响。此外，它被扩展到一种多功能拓扑优化方法，该方法设置了两个目的功能：高精度结构的性能和热变形抑制，并应用于形状可变镜的执行器结构的设计问题。此外，在基于响应曲面的可靠性基于可靠性的最佳设计方法的开发中，我们通过创建功能来指导样品点排列，成功地扩展了多功能性。这些结果是组织和宣布的。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Reliability-based global optimization using response surface

使用响应面的基于可靠性的全局优化

DOI：
10.1299/transjsme.20-00442
发表时间：
2021
期刊：
Transactions of the JSME (in Japanese)
影响因子：
0
作者：
YAMAGUCHI Mitsugu;FURUMOTO Tatsuaki;TANABE Yuuya;YAMADA Shinnosuke;OSAKI Mototsugu;HASHIMOTO Yohei;KOYANO Tomohiro;HOSOKAWA Akira;伊藤誠，北山哲士
通讯作者：
伊藤誠，北山哲士

A numerical simulation model considering uncertainty

考虑不确定性的数值模拟模型