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講演抄録/キーワード
講演名 2014-03-17 14:55
非線形特性をもつばねモデルによるバルーンの変形シミュレーション
北野拓磨福井幸男三谷 純金森由博筑波大
抄録 (和) 風船を用いて造成物をつくる行為のことをバルーンアートといい,特に,ツイストバルーンと呼ばれる細長いゴム風船をひねるなどして造成物をつくる行為を,バルーンモデリングという.本研究では,バルーンをふくらませるときの過渡的現象に焦点をあて,その物理的挙動を,非線形特性をもつばね質点モデルを用いて近似的にシミュレーションする手法を提案する.バルーンのゴム膜の弾性表現を,張力に対しては,非線形特性を持つ直線上のばねモデル,曲げモーメントに対しては,線形なばねを導入し,内部の空気を,粒子法を用いて表現し,ゴム膜と空気粒子の自己干渉,及び相互干渉を考慮する.弾性率の変化の度合いをモデル化するため,実物のバルーンにかかる力を計測し,バルーンの弾性係数のヒステリシス特性を推定する.推定した弾性係数をばねモデルに適用し,逐次的に膨らんでいくバルーンの挙動をCG表示して本モデル化の有効性を確認した. 
(英) This paper describes a method to simulate approximately inflating balloon using nonlinear mass-spring model. Balloon modeling is the assembling and shaping of many long and narrow balloons (pencil balloons) into many kinds of shapes such as animals and vehicles. We represent the elasticity of the rubber membrane using nonlinear mass-spring model for the tension, and using linear spring model for the bending moment. The air in the balloon is modeled using the particle method. By calculating distances, we avoid interference of air particles, mutual interference between air particles and the rubber membrane, and self-interference between the parts of rubber membrane. In order to model the change of the elastic modulus, we measure the force applied to the balloon when it is expanded. Then we estimate the hysteresis property of elastic modulus of the balloon based on analysis. We confirmed the validity of this model by simulating the behavior of inflating process.
キーワード (和) バルーン / シミュレーション / 非線形ばねモデル / / / / /  
(英) Balloon / Simulation / Non-linear mass-spring model / / / / /  
文献情報 映情学技報, vol. 38, no. 16, AIT2014-40, pp. 41-44, 2014年3月.
資料番号  
発行日 2014-03-10 (AIT) 
ISSN Print edition: ISSN 1342-6893  Online edition: ISSN 2424-1970
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研究会情報
研究会 AIT IIEEJ AS  
開催期間 2014-03-17 - 2014-03-17 
開催地(和) 早稲田国際会議場 
開催地(英)  
テーマ(和) 映像表現・芸術科学フォーラム2014 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 AS 
会議コード 2014-03-AIT-IIEEJ-AS 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 非線形特性をもつばねモデルによるバルーンの変形シミュレーション 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Balloon inflation using non-linear mass-spring model 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) バルーン / Balloon  
キーワード(2)(和/英) シミュレーション / Simulation  
キーワード(3)(和/英) 非線形ばねモデル / Non-linear mass-spring model  
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キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 北野 拓磨 / Takuma Kitano / キタノ タクマ
第1著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 福井 幸男 / Yukio Fukui / フクイ ユキオ
第2著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 三谷 純 / Jun Mitani / ミタニ ジュン
第3著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 金森 由博 / Yoshihiro Kanamori / カナモリ ヨシヒロ
第4著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
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講演者
発表日時 2014-03-17 14:55:00 
発表時間 15 
申込先研究会 AS 
資料番号 ITE-AIT2014-40 
巻番号(vol) ITE-38 
号番号(no) no.16 
ページ範囲 pp.41-44 
ページ数 ITE-4 
発行日 ITE-AIT-2014-03-10 


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