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流れパターンの語表現方法、語表現装置、および、プログラム

国内特許コード P170013703
整理番号 (AF16P003)
掲載日 2017年2月7日
出願番号 特願2014-535424
登録番号 特許第5899323号
出願日 平成25年8月1日(2013.8.1)
登録日 平成28年3月11日(2016.3.11)
国際出願番号 JP2013070939
国際公開番号 WO2014041917
国際出願日 平成25年8月1日(2013.8.1)
国際公開日 平成26年3月20日(2014.3.20)
優先権データ
  • 特願2012-203601 (2012.9.14) JP
発明者
  • 坂上 貴之
  • 横山 知郎
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 流れパターンの語表現方法、語表現装置、および、プログラム
発明の概要 本発明は、位相幾何学的にN個の穴を有する多重連結外部領域における流れパターンの語表現を形成させるために、一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定する語のうちのいずれか一語を付与し、付与した語に対して、流れパターンに一つの穴を加える場合に位相幾何学的に採り得る5種類の操作を規定した語のうちのいずれか一語を繰り返し付与することにより、N個の穴を有する多重連結外部領域に対応する語表現を形成させる。
従来技術、競合技術の概要


従来、気流や水流などの流れ場における最適な構造物の設計を行うために、風洞実験のほか、大規模な数値計算による流体シミュレーションが用いられている。



例えば、焼きなまし法(Simulated Annealing法)や遺伝的アルゴリズム法等を用いて構造物の設計変数を変化させながら、当該構造物に対する流体シミュレーションを繰り返し行う最適化技術が開発されている。



また、近年、流体等の数理モデルを構築して、流れのパターンのトポロジーを数理的に扱うことのできるアルゴリズムやプログラムが開発されている。

産業上の利用分野


本発明は、流れパターンの語表現方法、語表現装置、および、プログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
制御部と記憶部を備えたコンピュータによって実行される、N個の穴を有する多重連結外部領域を形成する流線図の語表現を作成する流れパターンの語表現方法であって、
上記記憶部は、
一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定するパターン語と、
上記2種類の流れパターンに対して他の一つの穴を加える場合に位相幾何学的に採り得る5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語と、
を記憶し、
上記制御部は、
上記流線図の一つの穴を有する単連結外部領域に含まれるパターンに応じて、上記2種類の流れパターンを規定するパターン語のうち、対応する一つのパターン語を割り当てるパターン語付与ステップと、
上記流線図の上記一つの穴と他の一つの穴とを有する多重連結領域に含まれるパターンに応じて、上記5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語のうち、対応する一つの操作語を割り当て、この処理を上記流線図の他の全ての穴について繰り返し行うことにより、上記N個の穴を有する多重連結外部領域に対応する語表現を作成する操作語付与ステップと、
を実行することを特徴とする、流れパターンの語表現方法。

【請求項2】
制御部と記憶部を備えたコンピュータによって実行される、N個の穴を有する多重連結外部領域を形成する流線図の語表現を作成する流れパターンの語表現方法であって、
上記記憶部は、
一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定するパターン語と、
上記2種類の流れパターンに対して他の一つの穴を加える場合に位相幾何学的に採り得る5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語と、
を記憶し、
上記制御部は、
上記流線図の一つの穴と他の一つの穴とを有する多重連結領域に含まれるパターンに応じて、上記5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語のうち、対応する一つの操作語を割り当て、この処理を上記流線図の他の全ての穴について繰り返し行うことにより、上記N個の穴を有する多重連結外部領域に対応する語表現を作成する操作語付与ステップと、
上記流線図の上記一つの穴を有する単連結外部領域に含まれるパターンに応じて、上記2種類の流れパターンを規定するパターン語のうち、対応する一つのパターン語を割り当てるパターン語付与ステップと、
を実行することを特徴とする、流れパターンの語表現方法。

【請求項3】
請求項1または2に記載の流れパターンの語表現方法において、
上記記憶部は、
上記一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定する語に加えて、二つの穴を有する二重連結外部領域において吸い込み湧き出し対を持たないパターンを追加した、合計3種類の流れパターンを規定するパターン語を記憶し、
上記パターン語付与ステップは、
上記流線図の一つの穴を有する単連結外部領域に含まれるパターンに応じて、上記3種類の流れパターンを規定するパターン語のうち、対応する一つのパターン語を割り当てることを特徴とする、流れパターンの語表現方法。

【請求項4】
請求項3に記載の流れパターンの語表現方法において、
上記合計3種類の流れパターンは、
1)上記吸い込み湧き出し対をもち、二つのss-∂-saddle connectionをもつパターンI、
2)上記吸い込み湧き出し対をもち、一つのsaddle point、それを結ぶhomoclinic saddle connectionと二つのss-saddle connectionをもつパターンII、および
3)上記吸い込み湧き出し対をもたないパターンO、
であることを特徴とする、流れパターンの語表現方法。

【請求項5】
請求項4に記載の流れパターンの語表現方法において、
上記パターン語付与ステップは、
上記流線図の一つの穴を有する単連結外部領域において、ss-∂-saddle connectionが存在するか否かを判定し、ss-∂-saddle connectionが存在する場合に上記パターンIのパターン語を割り当てるI分類ステップと、
上記I分類ステップにおいてss-∂-saddle connectionが存在しない場合に、上記流線図の一つの穴を有する単連結外部領域において、ss-saddle connectionが存在するか否かを判定し、ss-saddle connectionが存在する場合に上記パターンIIのパターン語を割り当て、一方、ss-saddle connectionが存在しない場合に上記パターンOのパターン語を割り当てるII/O分類ステップと、
を含むことを特徴とする、流れパターンの語表現方法。

【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか一つに記載の流れパターンの語表現方法において、
上記位相幾何学的に採り得る5種類の操作は、
1)一本のss-orbitを、一つのsaddle point、それを結び内部に穴をもつhomoclinic saddle connectionと二つのss-saddle connectionに置き換えるA操作、
2)一本のss-orbitを、二つのss-∂-saddle connectionと新たに追加した境界上の二つの∂-saddleに置き換えるA操作、
3)一本のclosed orbitを、一つの穴とsaddle pointを追加して8の字をした2本のhomoclinic軌道に置き換えるB操作、
4)一本のclosed orbitを、新たに追加した穴の境界上に二つ∂-saddleをつけて一本の∂-saddle connectionでつなぐような軌道に置き換えるB操作、および、
5)既に2k個(k>0)の∂-saddleをもつ境界に、新たに二つの∂-saddleを付け加えて一本の∂-saddle connectionでつなぎ内部に新たに付け加えた穴を置くC操作、
であることを特徴とする、流れパターンの語表現方法。

【請求項7】
請求項6に記載の流れパターンの語表現方法において、
上記操作語付与ステップは、
上記5種類の操作を規定した操作語を割り当てる場合に、
1)一本のss-orbitが存在することを条件として、上記A操作または上記A2操作を規定した操作語を割り当て
2)一本のclosed orbitが存在することを条件として、上記B操作または上記B操作を規定した操作語を割り当て
3)∂-saddlesを持つ境界が存在することを条件として、上記C操作を規定した操作語を割り当てること
を特徴とする、流れパターンの語表現方法。

【請求項8】
制御部と記憶部を備えた、N個の穴を有する多重連結外部領域を形成する流線図の語表現を作成する流れパターンの語表現装置であって、
上記記憶部は、
一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定するパターン語と、
上記2種類の流れパターンに対して他の一つの穴を加える場合に位相幾何学的に採り得る5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語と、
を記憶し、
上記制御部は、
上記流線図の一つの穴を有する単連結外部領域に含まれるパターンに応じて、上記2種類の流れパターンを規定するパターン語のうち、対応する一つのパターン語を割り当てるパターン語付与手段と、
上記流線図の上記一つの穴と他の一つの穴とを有する多重連結領域に含まれるパターンに応じて、上記5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語のうち、対応する一つの操作語を割り当て、この処理を上記流線図の他の全ての穴について繰り返し行うことにより、上記N個の穴を有する多重連結外部領域に対応する語表現を作成する操作語付与手段と、
を備えたことを特徴とする、流れパターンの語表現装置。

【請求項9】
制御部と記憶部を備えた、N個の穴を有する多重連結外部領域を形成する流線図の語表現を作成する流れパターンの語表現装置であって、
上記記憶部は、
一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定するパターン語と、
上記2種類の流れパターンに対して他の一つの穴を加える場合に位相幾何学的に採り得る5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語と、
を記憶し、
上記制御部は、
上記流線図の一つの穴と他の一つの穴とを有する多重連結領域に含まれるパターンに応じて、上記5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語のうち、対応する一つの操作語を割り当て、この処理を上記流線図の他の全ての穴について繰り返し行うことにより、上記N個の穴を有する多重連結外部領域に対応する語表現を作成する操作語付与手段と、
上記流線図の上記一つの穴を有する単連結外部領域に含まれるパターンに応じて、上記2種類の流れパターンを規定するパターン語のうち、対応する一つのパターン語を割り当てるパターン語付与手段と、
を備えたことを特徴とする、流れパターンの語表現装置。

【請求項10】
制御部と記憶部を少なくとも備えたコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
上記記憶部は、
一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定するパターン語と、
上記2種類の流れパターンに対して他の一つの穴を加える場合に位相幾何学的に採り得る5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語と、
を記憶しており、
上記制御部において実行される、
N個の穴を有する多重連結外部領域を形成する流線図の一つの穴を有する単連結外部領域に含まれるパターンに応じて、上記2種類の流れパターンを規定するパターン語のうち、対応する一つのパターン語を割り当てるパターン語付与ステップと、
上記流線図の上記一つの穴と他の一つの穴とを有する多重連結領域に含まれるパターンに応じて、上記5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語のうち、対応する一つの操作語を割り当て、この処理を上記流線図の他の全ての穴について繰り返し行うことにより、上記N個の穴を有する多重連結外部領域に対応する語表現を作成する操作語付与ステップと、
を実行させるためのプログラム。

【請求項11】
制御部と記憶部を少なくとも備えたコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
上記記憶部は、
一つの穴を有する単連結外部領域において位相幾何学的に採り得る2種類の流れパターンを規定するパターン語と、
上記2種類の流れパターンに対して他の一つの穴を加える場合に位相幾何学的に採り得る5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語と、
を記憶しており、
上記制御部において実行される、
N個の穴を有する多重連結外部領域を形成する流線図の一つの穴と他の一つの穴とを有する多重連結領域に含まれるパターンに応じて、上記5種類の操作によって作られる流れパターンを規定した操作語のうち、対応する一つの操作語を割り当て、この処理を上記流線図の他の全ての穴について繰り返し行うことにより、上記N個の穴を有する多重連結外部領域に対応する語表現を作成する操作語付与ステップと、
上記流線図の上記一つの穴を有する単連結外部領域に含まれるパターンに応じて、上記2種類の流れパターンを規定するパターン語のうち、対応する一つのパターン語を割り当てるパターン語付与ステップと、
を実行させるためのプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 数学と諸分野の協働によるブレークスルーの探索 領域
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