投2026-0035

発表論文	Level set-based topology optimization of unimorph cantilevered piezoelectric energy harvesters with electrode-layout design under microfabrication constraints
発表者名	○宮島 健、他
掲載誌/掲載箇所	Applied Mathematical Modelling Volume 163, 2027, 117230
発表日	2026/8/6

概要

本論文では、平面薄膜微細加工プロセスとの整合性を考慮した、片持ち型圧電振動発電デバイスのためのレベルセット法によるトポロジー最適化手法を提案する。圧電膜の連続性を保ち、電極レイアウトのみをパターン化する。電極パターンは、薄膜を電極被覆領域と電極非被覆領域に分割する内部界面として表現し、拡張レベルセット法により基板トポロジーも同時に最適化する。断面一様性および基板支持条件を、平面微細加工プロセスに整合する制約条件としてレベルセットの更新に組み込む。数値例により、基本固有振動数の調整と、高次モードにおいて矩形形状を上回るRMS出力電圧を確認した。