和田 有司

Abstract This paper presents the first investigation into how the dry etching depth of the reinforcement layer in perfluorinated polymer optical fibers (PF‐POFs) influences radial stress distribution. Using finite element method simulations, we model the PF‐POF structure based on the actual dry‐etched profiles achieved through reactive ion etching (RIE). The results demonstrate that increasing the etching depth leads to higher radial stress in both the core and cladding layers when strain is applied longitudinally. These findings suggest that RIE processes present a feasible method for tuning the sensitivity of PF‐POF‐based strain sensors. © 2025 Institute of Electrical Engineers of Japan and Wiley Periodicals LLC.

構造力学パラメーターを組み込んだ 3D 形状の深層生成モデルとトポロジー最適化によって作成された 6,667 形状のデータセットを提案する。我々のモデルは、符号付き距離関数 (SDF) として形状を陰的に表すデコーダー タイプのニューラルネットワークである DeepSDF を基礎とする。DeepSDF を拡張して、ひずみエネルギー、荷重方向、体積、寸法などの構造力学パラメータに基づいて条件付き生成を行う。また、生成する 3D 形状の空間解像度を向上させるためにポジショナル・エンコーディングも導入する。我々のデータセットは、ビルディングキューブ法を使用した線形トポロジー最適化によって生成されたさまざまな 3D 形状で構成され，ひずみエネルギーを形状の構造性能の定量的な指標として使用する。このデータセットにより深層生成モデルをトレーニングし、構造力学パラメータを反映する 3D 形状を生成する機能を評価する。本論文の結果は、訓練済みの深層生成モデルが高い忠実度と多様性を備えた 3D 形状を生成でき、テスト形状に対して 88.8% の平均再構成精度を達成できることを示した。本論文で提案する深層生成モデルとデータセットは、深層学習を使用した 3D 形状生成と構造設計の新たな可能性を拓くものである。

Abstract This study explores the impact of a micro dry-etching technique on strain sensing based on multimode interference in a perfluorinated polymer optical fiber (POF). We demonstrate a drastic shift in strain sensitivity, from +34 nm/% in a non-etched POF to -981 nm/% in the etched POF. This notable change may be attributed to the excitation of the axially asymmetrical modes in the etched POF, which is confirmed through simulation on the stress distribution across the core. In addition, a critical wavelength for multimode interference is observed in a POF.

線形領域である静剛性と動剛性、非線形領域の動的衝突エネルギー吸収の複数目的について同時最適化を可能とするトポロジー最適化手法を開発した。自動車車体レベルの大規模計算を可能とするため、スパコンリソースを最大限活用する並列計算手法も併せて開発し、車両開発現場での実用化を可能とした

線形領域である静剛性と動剛性に加え，非線形領域である動的衝突エネルギー吸収も含めた複数の性能を制約条件とし，複数の材料で質量最小化を目的としたトポロジー最適化を行う機能を実装した．この機能を用いて，剛性・振動・衝突性能を同時に満たし鋼材とアルミ材を適材適所に配置したトポロジー形状を得ることが出来た．

The integrity evaluation of the rotor wedges of turbine generators is discussed by observing the mechanical resonant frequency shift originating from cracks. We propose a simple method of obtaining the frequency response of the inspection target using point contact piezoelectric sensors and a network analyzer. Eigenmodes are identified in both experiments and finite element analysis, and frequency responses are compared. Several resonant frequencies shift to the lower side owing to the stiffness decrease caused by the crack, and the validity and effectiveness of the method are discussed. From both measurements and finite element analysis (FEA), the modes where the crack is located in the high-stress region have a more significant shift than the mode that does not. The shift was correlated between the FEA and measurement throughout most of the modes.

トポロジー最適化においてユーザーが分離面を指定しなくても両側鋳造制約を達成する手法を検討する。非直交格子における片側型抜き制約とべき乗重心による分離面の自動推定手法を提案する。三次元片持はりおよび減速機ブラケットに対して複数の型抜き方向を指定して剛性を最大化した結果、鋳造可能かつ良好な形状を得た。

<p>大領域の金属ブロックから自動車フレームの概念構造をトポロジー最適化で得るには、1%以下の体積制約と十分な要素解像度を要する。階層直交格子を利用した有限体積法ソルバであるCUBEフレームワークを、コネクティビティつき直交格子のボクセル有限要素法ソルバとして利用することで、超並列環境でトポロジー最適化の反復解析を実行する。車体フレームを意図した数億要素のトポロジー最適化を実施し、その並列化性能を測定した。</p>