口2024-0251

発表題目	Fabrication-Oriented Optimal Design and Evaluation of Unimorph-Type Piezoelectric Energy Harvesters Using Level Set-Based Topology Optimization
発表者名	○宮島 健、村上 修一、他
発表会名	16th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization
発表日	2025/5/19

概要

本研究では、指定した周波数で最大の発電性能を発揮する圧電振動発電デバイスを設計するため、トポロジー最適化を活用した設計手法を拡張した。従来の研究で用いた汎用的な設計領域や物性は微細加工プロセスには適しておらず、本研究では、微細加工に対応した設計領域や物性を定義し、最適化設計を実現した。提案手法は、シリコン片持ち梁に圧電膜を製膜したユニモルフ型デバイスに適用され、エッチング可能性を考慮した設計を行った。また、最適化結果を製造装置に直接入力可能な形に変換するフレームワークを構築し、電気機械結合係数の向上や所望の性能を達成した。