二相系格子ボルツマン法を用いた流路デバイスのトポロジー最適化

摘要

トポロジー最適化は構造の形状変更のみならず，新たな境界が創出するような形態変更をも許容する最も設計自由度の高い構造最適化手法であり，構造力学問題を始めとして，熱伝達問題や電磁波伝播問題など，様々な物理場を対象とした最適化問題に適用されている．流体問題を対象としたトポロジー最適化に関する研究は，BorravallとPeterssonによって，ストークス流れにおける粘性散逸エネルギ最小化問題を対象とした方法論が提案されており，この方法論はナビエ·ストークス流れにおける流路設計や，熱と流体の連成を考慮したヒートシンクの設計，更には乱流を考慮した流路設計などに適用されている．