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分岐網形態の力学と設計新戦略の構築

分支网络形态动力学与新设计策略的构建

基本信息

批准号：
16656041
负责人：
山崎光悦
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

2年目は,生物の分岐網形態の最適性について統一的な説明,解釈を試み,分岐網形態力学を構築することを目的として実施し,以下の成果を得た.1)植物分岐網の成長シミュレーション前年度に確立した分岐網の力学モデル,分岐網形態創成シミュレーション手法,最適性の評価法を,樹木の分岐網の成長シミュレーション,根子の分岐網成長シミュレーションに適用して,得られる分岐網形態と分岐則や成長則などの各種パラメータ,栄養分などの環境因子との関係,形態形成に重要なパラメータと目的関数の達成度の関係,目的関数の違いによる成長形態の相違などを検討した.2)血管分岐網形態のシミュレーション開発した分岐網形態成長シミュレーション・評価法を利用して,ガス交換のための肺の動脈,静脈網分布の分岐形態創成シミュレーションを実施し,生体との対比により,その類似性,支配分岐則,成長則の支配パラメータについて検討した.3)構造形態設計への適用構築した分岐網形態シミュレーション・評価法を用いて,最大剛性や座屈荷重最大,振動数最大などを目的関数に特に分布荷重を集中した柱で支持する構造など複雑な構造形態の最適設計を試みた.応力分布やひずみエネルギー分布と環境刺激パラメータのアナロジーにより,従来より強度や剛性などの構造特性が高い構造形態の創成を達成した.4)熱交換システム設計への応用分岐網形態の成長シミュレーション・評価法を熱流体移動問題に拡張,適用して,樹脂成形金型の冷却管路網設計など冷却水供給用の分岐構造網と高温水回収用分岐構造網を網末端で結合した冷却管路網を対象に格段に熱交換効率の高い管路網設計を試みた.型成形によって鋳造される製品の熱変形を最小にする冷却管路網の設計結果を,流体・熱伝導・応力解析,型成形流動解析を通してある程度検証した.

2 years は, biological のの branching network form the eligibility について unified な, solution 釈をみ, branching network form mechanics を build することを purpose として be し, the following の results をた. 1) plant branching network の grow シミュレーション Before the annual に establish した branching network の mechanics モデル, branching network form into constructing シミュレーション technique, sexual を価の evaluation method, the optimal trees の branching network の growth シミュレーション, root の branching network growth シミュレーションに applicable して, too られる branching network form と branching is や growth is などの various パラメータ, tech students.their ownship nutrient などの ring Environmental factor との masato, morphogenetic に important なパラメータと purpose masato number の reached degrees の masato, purpose masato number の violations いによる growing form の conceives などを beg し検た. 2) vessels branching network forms のシミュレーション Open 発した branching network form growth シミュレーション · review 価を using して, ガス exchange のためのの lung artery, vein network distribution の gaps form into constructing シミュレーションを be し, living body との than に seaborne より, その similarity, dominate divisions, growth is の dominate パラメータについて beg し検た. 3) structure form design への With constructing した branching network form シミュレーション, evaluation method of 価を with いて, rigid や load maximum flexion, maximum vibration number biggest などを order number masato にに distributed load を concentrated した support column でする tectonic など complex 雑な tectonics の optimum design を try みた. 応 force distribution やひずみエネルギー distribution と environmental stimuli パラメータのアナロジーにより, 従 to より strength や rigid などの structure features high がい form の chuang cheng を reached した. 4) heat exchange システム design への応 use Branching network form の growing シミュレーション · review 価を thermal fluid moving problem に company, zhang, applicable して, resin type forming gold の cooling pipe network design など cooling water supply with の branching structure net と収 high temperature water back with branching structure network を network terminal で with した cooling pipe network を like に lattice period of seaborne に high heat exchange rate of unseen のい pipe network design を try みた. Type forming によって where made される products の heat - shaped を minimum にするをの cooling pipe network design result, fluid flow, heat 伝 guide, 応 parsing, type forming flow analytical をしてあ検る degree certificate した.