中村・藤井研究室
教授 中村正行
担当教員 担当教員
助教 藤井雅留太
所属学生 所属学生 大学院博士課程 D3：2名 大学院修士課程 M2：3名, M1：2名 卒研生 B4: 7名
研究室概要 研究室概要
場所：環境機能工学科棟2階 材料工学実験室
HP ：http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~nakamuralb/index.html
研究概要 研究概要
C 言語・Fortran などの プログラム を用いた コンピュータ計算 （シミュレーション）と 最適設計 が研究の中心
シミュレーション・最適化の対象
専門分野：設計工学，計算力学，計算科学
波動（光と色，音響），熱（輻射），ロボットモーション，エネルギー関連（スマートグリッド，ゴミ処理発電） など
シミュレーションの結果をフィードバックすることで，デバイス・システムがより高性能となるよう設計
最適設計
Keyword : 遺伝的アルゴリズム，有限要素法，構造色，ランダムレーザー，音響レーザー（Phonon lasing）
学生の活動 学生の活動
優秀な?学生・院生 学会参加（去年度B4は最多4回） 学生の研究費獲得（大学院生部門） 学術論文執筆
月例研究報告（毎月） 研究ミーティング 各種ゼミ（論文紹介，輪講） 研究室のイベント企画
[email protected]
[email protected]
最後に 最後に
研究室配属後は生活の中の多く時間を研究室で過ごすことになります．研究室の 先輩 や教員に研究室の雰囲気や活動，
卒業研究，課題などについて配属前に必ず聞いておくように． 10/3-10/9 の間で随時，研究室の見学が可能です.
研究テーマ 研究テーマ
光デバイスのトポロジー最適化
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
x [m]
T [s] Target ZMP
ma Zc
zmp
x px
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
x [m]
T [s] CoM
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
x [m]
T [s] Analyzed
ZMP X
Z
Center of mass
#0.2'' 0.0'' 0.2'' 0.4'' 0.6'' 0.8'' 1.0''
0.0'' 0.5'' 1.0'' 1.5'' 2.0'' 2.5'' 3.0''
x[m]
T [s] Analyzed ZMP
#0.15''
#0.10''
#0.05'' 0.00'' 0.05'' 0.10'' 0.15''
0.0'' 0.5'' 1.0'' 1.5'' 2.0'' 2.5'' 3.0''
x[m]
T [s] Differences between t ZMP and a ZMP
ZMP
or
!"#$%&'()*+$&
a b
ΩPML
Ωdesign x
y
z
ΩPML
Ωout ΩPML
Ωdm
ΩPML
Rdisk
!$","-./$-'($#0'/"#)&+.)/ Lxdesign
Lxout 1$2"('3+4"%5$("Ωwg Lwg
(xp, yp)
!"#$%&'"()*+
Ω
designΩ
dm!
!
Lgrid
Lyout
Lyout Ly design Lydesign
Γinnin Γoutnout
(a) Left link, initial configuration.
(b) Left link, τ= 1 × 10−5.
(c) Left link, τ= 1 × 10−6.
(d) Right link, initial configuration.
(e) Right link, τ= 1 × 10−5.
(f) Right link, τ= 1 × 10−6. Ωout
Ωdesign
dielectric material background
0 0 Ωdesign
Ωd Ωd
ΩPML
ΩPML
ΩPML ΩPML
x y
z
PEC Rdesign Rdesign
RPEC
Rout
PEC
PEC光学多層膜の最適設計
設計された熱線反射金属光沢
または透明フィルム
設計された熱線反射金属光沢 または透明フィルム
遺伝的アルゴリズムを実装した最適化法により
所望の反射透過特性の実現を目指す
安定性を考慮しながらもエネルギーを最小化する
足先軌道を生成し，より人に近い歩行動作を目指す
