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研究分野別サイレントキーワード
「有限要素法」とサイレントキーワードを含む研究
【情報学】計算基盤：CG法 ／有限要素法を含む研究件
❏非構造格子の並列数値処理の研究(09680327)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】線形方程式 / 非構造格子 / CG法 / 前処理 / 並列化 (他17件)
【概要】本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。 1) Bi-CGSTAB法の前処理 本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-...
❏スケーラブルな並列数値パッケージの研究(07680338)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1995
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】並列処理 / CG法 / 前処理 / スケーラブル / 偏微分方程式 (他7件)
【概要】並列計算機上で数値計算を効率良く実行するための手法について研究した。重要な点は、並列度が高くなった場合に並列化効率が下がらないことであり、これをスケーラビリティと呼ぶ。大規模な数値計算では、多くの場合反復法が用いられるので、見かけの並列度が高くても、収束が遅くなっては目的の解が得られるための時間は減少しない。そのため、本研究では偏微分方程式とくに拡散方程式をとりあげ、スケーラブルなアルゴリズムの可...
【情報学】計算基盤：前処理 ／有限要素法を含む研究件
❏構造力学と連続体力学を繋ぐメタモデリング理論の構築と有限要素法への応用(25600153)
【研究テーマ】計算科学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】堀 宗朗 東京大学, 地震研究所, 教授 (00219205)
【キーワード】連続体力学 / 構造力学 / 計算力学 / 有限要素法 / ラグランジュアン (他20件)
【概要】本研究は，建設産業の構造物を対象に，メタモデリング理論を構築し，ソリッド要素を使った有限要素法の優位性を示すことが目的である．連続体のラグランジュアンを利用し，代入する変位関数に制約を与えることで，多様なモデリング（数理問題）が導出されることを証明し，これをメタモデリング理論として確立した． モデリングに基づき，数値解析も多様なものが可能である．ラグランジュアンの正解を与える数値解析手法がソリッド...
❏非構造格子の並列数値処理の研究(09680327)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】線形方程式 / 非構造格子 / CG法 / 前処理 / 並列化 (他17件)
【概要】本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。 1) Bi-CGSTAB法の前処理 本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-...
❏スケーラブルな並列数値パッケージの研究(07680338)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1995
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】並列処理 / CG法 / 前処理 / スケーラブル / 偏微分方程式 (他7件)
【概要】並列計算機上で数値計算を効率良く実行するための手法について研究した。重要な点は、並列度が高くなった場合に並列化効率が下がらないことであり、これをスケーラビリティと呼ぶ。大規模な数値計算では、多くの場合反復法が用いられるので、見かけの並列度が高くても、収束が遅くなっては目的の解が得られるための時間は減少しない。そのため、本研究では偏微分方程式とくに拡散方程式をとりあげ、スケーラブルなアルゴリズムの可...
【情報学】計算基盤：マルチグリッド法 ／有限要素法を含む研究件
❏マルチグリッド法による高精度船体構造ズーミング手法の研究(10555337)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】鈴木 克幸 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (10235939)
【キーワード】マルチグリッド法 / 重合メッシュ法 / ズーミング法 / グローバル要素 / 有限要素法 (他6件)
【概要】船体構造のような大規模な構造に対して有限要素解析を行う場合,全体構造を詳細形状まで表現したモデルで解析を行うことは非現実的であるため,一般的にグローバルな解析結果をもとに適当な境界条件を与えて詳細解析を行うズーミング解析と呼ばれる方法が用いられる。しかし,現実には,グローバルな挙動とローカルな挙動は互いに影響を及ぼしあうものであり,より正確な解析にはグローバルな解析とローカルな解析を連動させること...
❏非構造格子の並列数値処理の研究(09680327)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】線形方程式 / 非構造格子 / CG法 / 前処理 / 並列化 (他17件)
【概要】本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。 1) Bi-CGSTAB法の前処理 本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-...
【情報学】計算基盤：連続体モデル ／有限要素法を含む研究件
❏構造力学と連続体力学を繋ぐメタモデリング理論の構築と有限要素法への応用(25600153)
【研究テーマ】計算科学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】堀 宗朗 東京大学, 地震研究所, 教授 (00219205)
【キーワード】連続体力学 / 構造力学 / 計算力学 / 有限要素法 / ラグランジュアン (他20件)
【概要】本研究は，建設産業の構造物を対象に，メタモデリング理論を構築し，ソリッド要素を使った有限要素法の優位性を示すことが目的である．連続体のラグランジュアンを利用し，代入する変位関数に制約を与えることで，多様なモデリング（数理問題）が導出されることを証明し，これをメタモデリング理論として確立した． モデリングに基づき，数値解析も多様なものが可能である．ラグランジュアンの正解を与える数値解析手法がソリッド...
❏広域高密交通圏解析を対象とした空間的離散および連続モデルの比較研究(63550388)
【研究テーマ】交通工学・国土計画
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1988 - 1989
【研究代表者】飯田 恭敬 京都大学, 工学部, 教授 (10026114)
【キーワード】広域高密交通圏 / 交通量配分 / 離散型モデル / 連続体モデル / 連続体近似 (他17件)
【概要】わが国の大都市圏の構造的特徴は、高密度な都市空間が連続的に広域化している点にある。このような地域を対象とした場合、従来の交通量配分ではデ-タ作成や演算処理に要する時間と経費が膨大なものとなるため、効率的な配分手法の開発・改良が求められている。特に(1)既存のネットワ-ク分析法の効率化(離散型モデル)、(2)ネットワ-クならびに地域を連続空間として取り扱うモデル(連続体モデル)、は既に研究が進められ...
【情報学】計算基盤：最適化アルゴリズム ／有限要素法を含む研究件
❏メタマテリアル完全光吸収体の構造最適化と高効率放熱デバイスへの応用(18K19038)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2023-03-31
【研究代表者】田中 拓男 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (40283733)
【キーワード】メタマテリアル / 光吸収 / トポロジー最適化 / 有限要素法 / マスクレスリソグラフィ (他9件)
【概要】本研究では，1)赤外吸収メタマテリアルにおいて，その光吸収効率を最大限に高めるための最適な構造を洗い出し，実際にそれを試作することと，2)それを極限的な効率を持つ熱放射デバイス（放熱デバイス）に応用することを目的とした研究を実施している．具体的には，古典電磁気学に基づく固定観念を捨てて，数理学的最適化アルゴリズムを駆使してメタマテリアルに最適な構造を自動かつ網羅的に洗い出し，その光学機能の限界を追...
❏「複雑系の数値解析と最適制御の研究」(10440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】河原田 秀夫 千葉大学, 工学部, 教授 (90010793)
【キーワード】複雑系 / 数値解析 / 生態系 / 多相流 / 自由境界問題 (他19件)
【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...
【情報学】人間情報学：ハプティクス ／有限要素法を含む研究件
❏能動触知覚の原因現象解明とモデル化による内部構造と材質のバーチャルリアリティ(26280072)
【研究テーマ】ヒューマンインタフェース・インタラクション
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】長谷川 晶一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)
【キーワード】ハプティクス / バーチャルリアリティ / 変形 / Shape Matching / 有限要素法 (他15件)
【概要】対象に手を触れ動かして触知覚を得る能動触は対象についての様々な手がかりを与える。 本研究では、能動触により内部構造や材質を知覚可能なバーチャルリアリティを実現するため、変形と振動を物理シミュレーションで計算・提示することを目指し、(1)有限要素法に変わる計算時間の少ない変形のシミュレーション手法と(2)能動触により生じる振動の再現手法を研究した。 その結果、(1)について、対象を局所グループに分割...
❏医師の触診教育・手術手技訓練を目的とした心臓手術シミュレーション開発(13680932)
【研究テーマ】医用生体工学・生体材料学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】小森 優 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (80186824)
【キーワード】手術シミュレーション / 仮想現実技術 / haptics / 有限要素法 / 触診シミュレーション
【概要】本研究においては心臓外科手術に関連する各種の手技を対象に、仮想現実技術を用いた触感を伴うシミュレーション手法を開発した。これらは開心術、内視鏡下手術のいずれか、あるいはいずれでも用いられる手技を対象としている。現時点までに開発されたものは、術野へのアプローチ、触診、組織間の干渉のシミュレータと病変部位の力学モデルの作成である。 術野へのアプローチとして、まず切開のシミュレーションを行った。ここでは...
【情報学】情報学フロンティア：並列処理 ／有限要素法を含む研究件
❏計算電磁気学の深化を導く高性能線形ソルバ(19H04122)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)
【キーワード】高性能計算 / 計算電磁気学 / 線形反復法 / 混合精度演算 / 時間並列処理 (他13件)
【概要】本研究では，有限要素法や境界要素法に基づく電磁場解析の高速化を目的に，線形ソルバの高性能化について研究を行った．計算機科学的アプローチと数理・解法的アプローチの両面から研究を行い，前者では，時間並列処理の高度化，SIMD演算に適合する前処理手法の開発，アクセラレータ向けの解法研究，混合精度演算導入による高速化について，多くの研究成果を得た．また，後者については，同一の係数行列を持つ連立一次方程式を...
❏非構造格子の並列数値処理の研究(09680327)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】線形方程式 / 非構造格子 / CG法 / 前処理 / 並列化 (他17件)
【概要】本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。 1) Bi-CGSTAB法の前処理 本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-...
❏スケーラブルな並列数値パッケージの研究(07680338)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1995
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】並列処理 / CG法 / 前処理 / スケーラブル / 偏微分方程式 (他7件)
【概要】並列計算機上で数値計算を効率良く実行するための手法について研究した。重要な点は、並列度が高くなった場合に並列化効率が下がらないことであり、これをスケーラビリティと呼ぶ。大規模な数値計算では、多くの場合反復法が用いられるので、見かけの並列度が高くても、収束が遅くなっては目的の解が得られるための時間は減少しない。そのため、本研究では偏微分方程式とくに拡散方程式をとりあげ、スケーラブルなアルゴリズムの可...
【情報学】情報学フロンティア：最適化 ／有限要素法を含む研究件
❏大振幅振動する新幹線高架橋PRC桁の多点長期モニタリングとTMDによる振動制御(16H06097)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】水谷 司 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10636632)
【キーワード】新幹線PRC桁 / 大振幅振動 / 制御 / MTMD / 最適化 (他23件)
【概要】国内のあるエリアの新幹線高架橋PRC（プレストレストRC）桁において車両通過時に設計時の想定を上回る大振幅振動が確認された．本研究ではこの大振幅振動メカニズムの解明および実橋梁のモニタリングによる構造特性の把握およびその振動制御対策について計測と解析を通して具体的に提案することを目的とした．既存の対策案では大規模で高コストの補強工事が必要であるため，今回安価かつコンパクトなTMDを使った振動制御技...
❏「複雑系の数値解析と最適制御の研究」(10440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】河原田 秀夫 千葉大学, 工学部, 教授 (90010793)
【キーワード】複雑系 / 数値解析 / 生態系 / 多相流 / 自由境界問題 (他19件)
【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...
【情報学】情報学フロンティア：ニューラルネットワーク ／有限要素法を含む研究件
❏「複雑系の数値解析と最適制御の研究」(10440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】河原田 秀夫 千葉大学, 工学部, 教授 (90010793)
【キーワード】複雑系 / 数値解析 / 生態系 / 多相流 / 自由境界問題 (他19件)
【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...
❏高速炉における自然循環パラレルシミュレータの開発(06780402)
【研究テーマ】エネルギー学一般・原子力学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1994
【研究代表者】奥田 洋司 東京大学, 工学部, 助教授 (90224154)
【キーワード】超並列計算 / 非圧縮性流れ / 有限要素法 / ニューラルネットワーク
【概要】有限要素法は非構造格子をもちいて形状近似が容易であり、高速炉内の流動解析のソルバとしては非常に有力である。また、近年超並列計算機の発達がめざましい。これらの背景として本研究では、 (1)Element-by-elementな解法に基づく行列非記憶型の有限要素法解析コードを開発し、大規模な問題の取り扱いを可能とした。この解法は、ベクトル長が短いため従来型のスーパーコンピュータには向かないが、分散メモ...
【情報学】情報学フロンティア：バーチャル・リアリティ(VR) ／有限要素法を含む研究件
❏能動触知覚の原因現象解明とモデル化による内部構造と材質のバーチャルリアリティ(26280072)
【研究テーマ】ヒューマンインタフェース・インタラクション
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】長谷川 晶一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)
【キーワード】ハプティクス / バーチャルリアリティ / 変形 / Shape Matching / 有限要素法 (他15件)
【概要】対象に手を触れ動かして触知覚を得る能動触は対象についての様々な手がかりを与える。 本研究では、能動触により内部構造や材質を知覚可能なバーチャルリアリティを実現するため、変形と振動を物理シミュレーションで計算・提示することを目指し、(1)有限要素法に変わる計算時間の少ない変形のシミュレーション手法と(2)能動触により生じる振動の再現手法を研究した。 その結果、(1)について、対象を局所グループに分割...
❏錯覚による動的パターン誤認知を利用した能動触覚呈示法の研究(13650285)
【研究テーマ】知能機械学・機械システム
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】前野 隆司 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (20276413)
【キーワード】触覚 / 触覚ディスプレイ / 指 / バーチャルリアリティー / 錯覚 (他9件)
【概要】ヒトが接線方向に指を滑らせる動的触察によってμmオーダーの細かい凹凸面の質感を知覚する際には,錯覚による誤認知が知覚した質感に大きく影響していると考えられる.この影響を明らかにするためには,触覚受容器の応答特性を数値解析するとともに,様々な刺激に対するヒトの知覚特性を計測し,ヒトの誤認知メカニズムを明確化する必要がある.このため,本研究では,有限要素解析と心理物理実験をおこない,空間的に分布する接...
【情報学】情報学フロンティア：機械学習 ／有限要素法を含む研究件
❏機械学習を用いてCTで得られた岩石間隙形状から物性を直接推定する新手法の開発(20K20948)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31
【研究代表者】辻 健 九州大学, 工学研究院, 教授 (60455491)
【キーワード】デジタル岩石 / 機械学習 / 間隙形状 / 弾性波速度 / 電気比抵抗 (他9件)
【概要】機械学習やパーシステント・ホモロジー（PH）を利用して、デジタル岩石モデル（岩石の間隙形状）から、その物理的性質(浸透率、弾性波速度、電気比抵抗)を推定する手法を開発した。 （１）機械学習を用いて、デジタル岩石モデル（間隙形状）から直接的に浸透特性や弾性波速度などを推定した。畳み込み層の数などのパラメータを最適化し、室内実験で生じる誤差と同様の精度で、浸透率と弾性波速度を推定することに成功した。 ...
❏生体の不確定性を取り扱う非線形確率有限要素法の開発(15K17932)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】波田野 明日可 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20707202)
【キーワード】流体構造連成解析 / 流体構造連成 / 医用画像 / 確率有限要素法 / 血管 (他10件)
【概要】流体構造連成解析を狭窄柔軟管の拍動流について実現した。狭窄管実験の文献値との比較および、分岐狭窄柔軟ファントム拍動流実験とそれを模擬した解析との比較より，一致を確認し解析の妥当性を確認した．狭窄率80%と95%とで血液の粘性を用いて解析を行い，漸増する造影剤に見立てたパーティクルトレース解析を行った．80%狭窄では軸対称な流れにより再現性のある密度分布となる一方で95%狭窄では噴流の方向が変化する...
【情報学】情報学フロンティア：高性能計算 ／有限要素法を含む研究件
❏ランダムアクセス・データレカレンスを含むカーネルの多種計算機における高速化(22K12057)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】藤田 航平 東京大学, 地震研究所, 准教授 (00744856)
【キーワード】ランダムアクセス / データレカレンス / 高性能計算 / 有限要素法
【概要】
❏計算電磁気学の深化を導く高性能線形ソルバ(19H04122)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)
【キーワード】高性能計算 / 計算電磁気学 / 線形反復法 / 混合精度演算 / 時間並列処理 (他13件)
【概要】本研究では，有限要素法や境界要素法に基づく電磁場解析の高速化を目的に，線形ソルバの高性能化について研究を行った．計算機科学的アプローチと数理・解法的アプローチの両面から研究を行い，前者では，時間並列処理の高度化，SIMD演算に適合する前処理手法の開発，アクセラレータ向けの解法研究，混合精度演算導入による高速化について，多くの研究成果を得た．また，後者については，同一の係数行列を持つ連立一次方程式を...
❏地盤-都市系の連成地震応答解析手法の開発(17K14719)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】藤田 航平 東京大学, 地震研究所, 助教 (00744856)
【キーワード】有限要素法 / 地震応答解析 / 高性能計算 / 地盤-都市系連成地震応答解析 / メッシュ生成 (他7件)
【概要】本研究では，デジタル都市データから地盤と地下・地上構造物群の高詳細3次元有限要素法モデルを自動構築する手法，及び，近年の計算機アーキテクチャに適した高速な大規模有限要素地震応答解析手法を開発することで，地盤-都市系の詳細な連成地震応答解析を行った．地盤・地下街・地上構造物を含む一体モデルを超高分解能で解析することで，地下街による地盤内部の波動場が変化し，その影響で地表面応答が変化するなど，複雑な応...
【複合領域】人間医工学：金属3Dプリンター ／有限要素法を含む研究件
❏積層造形における製造要件を考慮した一気通貫型の高速最適設計法の構築(21K03826)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】三木 隆生 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (80806753)
【キーワード】トポロジー最適化 / 構造最適化 / 最適設計 / 金属積層造形 / Additive Manufacturing (他9件)
【概要】本研究では，金属積層造形における熱変形や積層可能な角度の制限など，造形時に発生する課題を設計段階で考慮可能な高速最適設計法の構築を目的としている． 本年度は造形過程で発生する不均一な熱変形，残留応力の要因となる熱散逸に着目し，造形時の熱散逸を考慮したトポロジー最適化法の構築に取り組んだ． はじめに，造形時の熱履歴を表す数理モデルを非定常熱伝導方程式に基づいて定式化し，有限要素法に基づく数値解析アル...
❏カスタムメイド多孔質金属人工関節最適設計システム(15K12557)
【研究テーマ】医用システム
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】竹澤 晃弘 広島大学, 工学研究院, 准教授 (10452608)
【キーワード】人工関節 / 構造最適化 / 3Dプリンタ / ポーラス材料 / 3Dプリンティング (他10件)
【概要】金属製人工関節置換術においては材料の剛性差に起因する残存骨の劣化に代表される適合性の問題がある．本研究ではこの問題の解決法として，金属人工関節を多孔質化し，見かけ剛性を低下させ残存骨と親和させる，カスタムメイド人工関節について研究を行った．内部多孔質構造は数値計算手法で最適設計し，得られた複雑な内部構造の造形には金属3D プリンタを用いた．実験検証の結果，誤差10%以内で剛性の設計が可能で，副次的...
【複合領域】人間医工学：胸郭 ／有限要素法を含む研究件
❏漏斗胸患者に対して、最適な手術計画を「オーダーメイド」するシステムの開発(15K01292)
【研究テーマ】生体医工学・生体材料学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション外科 / 先天変形 / 漏斗胸 / 有限要素法 (他14件)
【概要】胸郭の陥没を主徴とする先天性疾患である漏斗胸に対しては、金属バーを装着して陥没部分を挙上する手術が行われている。胸郭の形態は個体差が存在する。ゆえに良好な形態を得るためには単純にバーを装着するのみでは不十分であり、個々の胸郭の形態を観察しながら、一部の骨を離断したり、バーを装着する位置を変化したりする工夫が必要である。このように個々の患者の胸郭の特性にかんがみ、異なった手術計画をとる必要がある。そ...
❏呼吸運動のシミュレーション評価による、胸郭の欠損パターンに応じた至適再建法の解明(24500553)
【研究テーマ】医用システム
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 准教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション / 胸郭 / 呼吸 / 有限要素法 (他6件)
【概要】胸郭に生じうる欠損のパターンは多岐にわたるが、どの部位にどのような大きさの欠損が生じると、どの程度呼吸機能が低下するのかに関して解析は行われていない。 本研究においては胸郭運動を正確に模したコンピューターシミュレーションモデルを作成し機能評価を行うことで、胸壁欠損の大きさと部位が呼吸機能に与える影響を解明した。 欠損が側方下部に存在する場合、患側胸郭の換気量は、正常の片側胸郭の換気量の約40パーセ...
【数物系科学】数学：波動作用素 ／有限要素法を含む研究件
❏スペクトル・散乱理論の研究(04640130)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1992
【研究代表者】谷島 賢二 東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (80011758)
【キーワード】スペクトル / 散乱理論 / 波動作用素 / 準古典近似 / ソリトン (他8件)
【概要】科学研究費補助金(一般研究C)「スペクトル・散乱理論の研究」によって得られた成果を箇条書きにする。 1.多体Schroedinger作用素の散乱問題において波動作用素の完全性に関して北田均等によって短距離系に対する波動作用素の完全性の新たな証明が得られ,遠距離系に対する完全性の証明にも重要な進展があった。 2.Schroedinger作用素の散乱・resonanceの問題に関して,resonanc...
❏発展方程式の統計解(02640097)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1990
【研究代表者】折原 明夫 東京大学, 教養学部, 教授 (10012337)
【キーワード】波動方程式 / 統計解 / 有限要素法 / シュレディンガ-方程式 / 準定常状態 (他8件)
【概要】1.統計解の研究 非線型波動方程式 v=u',v'ー△u+|u|^fu+u=fを〓^uの任意の領域Ωで考える。ここでP>0,f〓L^2([O,T]×Ω)とする。 H^^°^1〓L^P【○!+】L^2(P=P+2)上の確率測度μで“平均エネルギ-"有限即ち,〓H(u_0,v_0)dμ(u_0,v_0)<∞,H(u_0,v_0)=1/2(||u_0||^^2H_1+...
【数物系科学】数学：領域摂動 ／有限要素法を含む研究件
❏流体問題および関連した境界値問題に対する適切性・正則性・数値解法の妥当性の研究(20K14357)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / プリミティブ方程式 / 領域摂動誤差 / 不連続ガレルキン法 / 動弾性体方程式 (他11件)
【概要】(1) 大気や海洋のように、水平方向のスケールが垂直方向のスケールよりも大きな場合（数学的にはアスペクト比0の極限において）、流体の運動を表すナビエ・ストークス方程式から静水圧平衡を満たすプリミティブ方程式が導出される。この議論の数学的正当化は、周期境界条件の場合について知られていた。我々は物理的により重要な滑りなし条件の場合でも同様の結果を得ることができた。 (2) 不連続ガレルキン(DG)法は...
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
【数物系科学】数学：プリミティブ方程式 ／有限要素法を含む研究件
❏流体問題および関連した境界値問題に対する適切性・正則性・数値解法の妥当性の研究(20K14357)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / プリミティブ方程式 / 領域摂動誤差 / 不連続ガレルキン法 / 動弾性体方程式 (他11件)
【概要】(1) 大気や海洋のように、水平方向のスケールが垂直方向のスケールよりも大きな場合（数学的にはアスペクト比0の極限において）、流体の運動を表すナビエ・ストークス方程式から静水圧平衡を満たすプリミティブ方程式が導出される。この議論の数学的正当化は、周期境界条件の場合について知られていた。我々は物理的により重要な滑りなし条件の場合でも同様の結果を得ることができた。 (2) 不連続ガレルキン(DG)法は...
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
【数物系科学】数学：摩擦型境界条件 ／有限要素法を含む研究件
❏流体問題および関連した境界値問題に対する適切性・正則性・数値解法の妥当性の研究(20K14357)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / プリミティブ方程式 / 領域摂動誤差 / 不連続ガレルキン法 / 動弾性体方程式 (他11件)
【概要】(1) 大気や海洋のように、水平方向のスケールが垂直方向のスケールよりも大きな場合（数学的にはアスペクト比0の極限において）、流体の運動を表すナビエ・ストークス方程式から静水圧平衡を満たすプリミティブ方程式が導出される。この議論の数学的正当化は、周期境界条件の場合について知られていた。我々は物理的により重要な滑りなし条件の場合でも同様の結果を得ることができた。 (2) 不連続ガレルキン(DG)法は...
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
【数物系科学】数学：離散化 ／有限要素法を含む研究件
❏非構造格子の並列数値処理の研究(09680327)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】線形方程式 / 非構造格子 / CG法 / 前処理 / 並列化 (他17件)
【概要】本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。 1) Bi-CGSTAB法の前処理 本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-...
❏微分方程式の数値解析の研究(07640173)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1995
【研究代表者】菊地 文雄 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (40013734)
【キーワード】微分方程式 / 離散化 / 数値解析 / 誤差解析 / 有限要素法 (他6件)
【概要】本研究では、微分方程式の数学的研究を基礎とする数値計算法の開発、解析、実証、さらには数値シミュレーションによる微分方程式の解の性質の解明などへのフィードバック等を目的とする。特に固体力学(なかでも平板の面内伸および面外曲げ問題)、流体力学、電磁場問題など、工学、産業からの要求の高い分野での数値計算法の開発、検証を目指し、工学者の対応のみでは限界に達している分野に何らかの解決の糸口を見つけけることを...
【数物系科学】数学：不連続ガレルキン法 ／有限要素法を含む研究件
❏異方的メッシュ上での有限要素法の誤差解析(21K03372)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】土屋 卓也 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (00163832)
【キーワード】有限要素法 / 不連続Galerkin法 / 異方的メッシュ / 誤差解析
【概要】2021年度の当研究は、順調に進んだ。 (1) 潰れた要素を含むような異方的メッシュ上の不連続Galerkin法の誤差解析については、メッシュが適合的な場合、つまりメッシュ内にいわゆるハンギングノードがない場合に新しい離散スキームを提案し、そのスキームに対する誤差評価を確立した。特に、メッシュ内の要素（三角形、または四面体）が「最大角条件」を満たす場合に、不連続Galerkin法の誤差を最適に評価...
❏流体問題および関連した境界値問題に対する適切性・正則性・数値解法の妥当性の研究(20K14357)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / プリミティブ方程式 / 領域摂動誤差 / 不連続ガレルキン法 / 動弾性体方程式 (他11件)
【概要】(1) 大気や海洋のように、水平方向のスケールが垂直方向のスケールよりも大きな場合（数学的にはアスペクト比0の極限において）、流体の運動を表すナビエ・ストークス方程式から静水圧平衡を満たすプリミティブ方程式が導出される。この議論の数学的正当化は、周期境界条件の場合について知られていた。我々は物理的により重要な滑りなし条件の場合でも同様の結果を得ることができた。 (2) 不連続ガレルキン(DG)法は...
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
【数物系科学】数学：計算機援用証明 ／有限要素法を含む研究件
❏3次元領域におけるレイノルズ数の大きい流れの計算機援用証明(21H00998)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】劉 雪峰 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50571220)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / 計算機援用証明 / Divergence-free条件 / 固有値問題の厳密評価 / Hypercircle法 (他7件)
【概要】
❏非線形現象解明に向けた計算機援用解析学の構築(20224001)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2008 - 2011
【研究代表者】中尾 充宏 佐世保工業高等専門学校, 校長 (10136418)
【キーワード】数値解析 / 精度保証付き数値計算法 / 解の数値的検証 / 解の事後誤差評価 / 計算機援用証明 (他7件)
【概要】非線形偏微分方程式に対する解の数値的検証法の開発とその適用を中心として研究を進め、特に、これまでほとんど研究例を見ない非線形発展方程式に対し、十分有効な数値的検証原理を見出すことに成功した。また、従来から蓄積してきた楕円型方程式の解に対する解の検証方式に新たな知見を加え、その拡張・改良を行うとともに、流体方程式をはじめ理論解析が困難な実際問題に適用して数値的証明を行い、その有効性を実証した。 ...
【数物系科学】数学：偏微分方程式 ／有限要素法を含む研究件
❏革新的機械システムの創成を目指したリンク機構のトポロジー最適化法の開発(19K21916)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【研究代表者】山田 崇恭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598222)
【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)
【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...
❏非構造格子の並列数値処理の研究(09680327)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】線形方程式 / 非構造格子 / CG法 / 前処理 / 並列化 (他17件)
【概要】本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。 1) Bi-CGSTAB法の前処理 本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-...
❏数理物理学における諸問題の研究(07404003)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1998
【研究代表者】金子 晃 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (30011654)
【キーワード】数理物理 / 偏微分方程式 / トモグラフィ / 超函数 / 逆問題 (他15件)
【概要】偏微分方程式の基礎理論の研究においては,ジェブレイ級の解の接続問題において,接続可能性を方程式の特性帯の重複度とジェブレイ指数に関連付けた新しい結果を得た. 解の漸近挙動・スペクトルの研究では,定数係数線型偏微分方程式が劣指数的増大度の解を持つための条件を追求し,リウビユの定理の拡張を得た.また,枯草菌のコロニーパターン形成過程の数理モデルを提出し,計算機によるシミュレーションにより2次元パターン...
【数物系科学】数学：誤差解析 ／有限要素法を含む研究件
❏異方的メッシュ上での有限要素法の誤差解析(21K03372)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】土屋 卓也 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (00163832)
【キーワード】有限要素法 / 不連続Galerkin法 / 異方的メッシュ / 誤差解析
【概要】2021年度の当研究は、順調に進んだ。 (1) 潰れた要素を含むような異方的メッシュ上の不連続Galerkin法の誤差解析については、メッシュが適合的な場合、つまりメッシュ内にいわゆるハンギングノードがない場合に新しい離散スキームを提案し、そのスキームに対する誤差評価を確立した。特に、メッシュ内の要素（三角形、または四面体）が「最大角条件」を満たす場合に、不連続Galerkin法の誤差を最適に評価...
❏不連続Galerkin有限要素法の数学理論の新展開(15H03635)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (00334706)
【キーワード】不連続Galerkin法 / 有限要素法 / 楕円型方程式 / 放物型方程式 / 非線形問題 (他12件)
【概要】有限要素法（FEM）と有限体積法(FVM)の長所を両立した高精度拡張版である不連続Galerkin法（DG 法）およびハイブリッド型のDG法（HDG法）に対して，その数学的基盤理論を確立した．特に，理論だけ作って応用は計算現場に任せる，という消極的な立場を超えるため，具体的な応用を設定した上で，要請される基礎理論の構築を行ったことが本研究の特徴である．具体的にはFEMやFVMでは困難の多い，異方拡...
❏不連続ガレルキン法と事後誤差解析の研究(19540115)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2009
【研究代表者】菊地 文雄 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 名誉教授 (40013734)
【キーワード】応用数学 / 解析学 / 数値解析 / 誤差解析 / 有限要素法 (他8件)
【概要】有限要素法に密接に関連する数値計算法として近年注目されている不連続ガレルキン法について,その理論的解析や新しい手法の開発と改良,具体的問題への適用などの研究をし,成果を得た.また,その事後誤差解析に関して,必要とされる誤差定数を何個か明らかにし,その一部について具体的な値や上界を求めた.数値例による検証も実施し,理論結果の妥当性や新たな課題の発見,本手法の可能性などに関する知見を得た.特に,不連続...
【数物系科学】数学：誤差評価 ／有限要素法を含む研究件
❏流体問題および関連した境界値問題に対する適切性・正則性・数値解法の妥当性の研究(20K14357)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / プリミティブ方程式 / 領域摂動誤差 / 不連続ガレルキン法 / 動弾性体方程式 (他11件)
【概要】(1) 大気や海洋のように、水平方向のスケールが垂直方向のスケールよりも大きな場合（数学的にはアスペクト比0の極限において）、流体の運動を表すナビエ・ストークス方程式から静水圧平衡を満たすプリミティブ方程式が導出される。この議論の数学的正当化は、周期境界条件の場合について知られていた。我々は物理的により重要な滑りなし条件の場合でも同様の結果を得ることができた。 (2) 不連続ガレルキン(DG)法は...
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
❏自由表面及び界面を持つ流体現象の数値解析と工学プロセスへの応用に関する研究(15540113)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】大森 克史 富山大学, 教育学部, 教授 (20110231)
【キーワード】2流体問題 / Navier-stokes方程式 / 質量保存性 / ラグランジュ未定乗数 / フラックス・フリー有限要素法 (他15件)
【概要】本研究は,自由表面及び界面を持つ流れ問題に対する新しい有限要素スキームの開発とその数理解析および新しい工学プロセスへの応用を総合的に研究することを目的に,平成15年度および平成16年度の2ヵ年にわたり実施された。 平成15年度は,自由界面を有する2流体問題に対して,界面でのフラックスが0となる制約条件をラグランジュ未定乗数法の枠組みで取り入れた新しい混合型変分定式化に基づくフラックス・フリー有限要...
【数物系科学】数学：非線形問題 ／有限要素法を含む研究件
❏不連続Galerkin有限要素法の数学理論の新展開(15H03635)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (00334706)
【キーワード】不連続Galerkin法 / 有限要素法 / 楕円型方程式 / 放物型方程式 / 非線形問題 (他12件)
【概要】有限要素法（FEM）と有限体積法(FVM)の長所を両立した高精度拡張版である不連続Galerkin法（DG 法）およびハイブリッド型のDG法（HDG法）に対して，その数学的基盤理論を確立した．特に，理論だけ作って応用は計算現場に任せる，という消極的な立場を超えるため，具体的な応用を設定した上で，要請される基礎理論の構築を行ったことが本研究の特徴である．具体的にはFEMやFVMでは困難の多い，異方拡...
❏非線形放物型問題に対する有限要素法の事後誤差解析(18740046)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2006 - 2008
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (00334706)
【キーワード】有限要素法 / 誤差解析 / 非線形放物型偏微分方程式 / 補間空間 / 事後解析 (他7件)
【概要】非線形放物型偏微分方程式の有限要素法による近似解法を考え、その事前・事後誤差評価を行い、数値解から解の定量的な情報を引き出すことに成功した。具体的な対象としては、差細胞性粘菌の凝集現象を記述するKeller-Segel系や、解の爆発のモデル問題として有名なFujita方程式を扱った。 ...
❏大型浮体構造物のマルチスケール解析手法の研究(12450405)
【研究テーマ】海洋工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2000 - 2002
【研究代表者】大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
【キーワード】マルチスケール解析 / 重合メッシュ法 / 大規模解析 / ズーミング / クラック解析 (他13件)
【概要】近年,海上空港の実現に向けて超大型浮体構造物に関する研究が盛んになされ,メガフロートをはじめとする各種の実証実験も行われている.このような超大型浮体物の構造に対して,実証実験による強度評価は困難で,計算による手法に頼らざるを得ない.大規模構造物に対し,波浪荷重による全体の挙動を解析しながら詳細部分の応力状態を調べるためには,異なるスケールのモデルを連成させるマルチスケール解析が必要である. そこで...
【数物系科学】数学：自由境界問題 ／有限要素法を含む研究件
❏逆問題の解の安定性と再構成について(11440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】山本 昌宏 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (50182647)
【キーワード】安定性 / 逆問題 / インピーダンス・トモグラフィー / 自由境界問題 / 有限要素法 (他11件)
【概要】本研究は、応用数理学に現れる逆問題についてその数学解析とその成果に基づいた数値解析手法を提案することが主要目的であった。それとともに広く応用分野に登場する関連問題についても逆問題の観点から数値的な研究を実施し、本研究課題に適用できる可能性のある数値計算法の基盤を準備することも目指した。 逆問題の数学解析の点では本研究課題を通じて、大きな成果を納めることができたと考えている。さらに数学解析の成果を踏...
❏「複雑系の数値解析と最適制御の研究」(10440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】河原田 秀夫 千葉大学, 工学部, 教授 (90010793)
【キーワード】複雑系 / 数値解析 / 生態系 / 多相流 / 自由境界問題 (他19件)
【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...
【数物系科学】物理学：応用数学 ／有限要素法を含む研究件
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
❏有限体積法の数学的基盤理論の確立(23340023)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 数理(科)学研究科(研究院), 准教授 (00334706)
【キーワード】数値解析 / 数理モデル / 有限体積法 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...
❏フェーズフィールドモデルに基づく二相流体問題の数値解析(21740064)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2010
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 准教授 (00334706)
【キーワード】応用数学 / 数値解析 / 有限要素法 / 流体 / 流体力学 (他6件)
【概要】本研究では,非圧縮性粘性流体の二相問題に対するフェーズフィールドモデルを対象に,有限要素法による数値計算手法の開発と妥当性・正当性の解析を行った.特に,数学的枠組み(数値解析向けの定式化)の研究,および数値実験による発見的考察と結果の検証に最も力を入れた.結果的に,多相流体現象とその数学理論およびその数値計算手法に,今までになかった視点からの新しい寄与をなした. ...
【数物系科学】物理学：安定性 ／有限要素法を含む研究件
❏逆問題の解の安定性と再構成について(11440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】山本 昌宏 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (50182647)
【キーワード】安定性 / 逆問題 / インピーダンス・トモグラフィー / 自由境界問題 / 有限要素法 (他11件)
【概要】本研究は、応用数理学に現れる逆問題についてその数学解析とその成果に基づいた数値解析手法を提案することが主要目的であった。それとともに広く応用分野に登場する関連問題についても逆問題の観点から数値的な研究を実施し、本研究課題に適用できる可能性のある数値計算法の基盤を準備することも目指した。 逆問題の数学解析の点では本研究課題を通じて、大きな成果を納めることができたと考えている。さらに数学解析の成果を踏...
❏搬送系で発生するフラッタのアクティブ張力制御による制振(09875063)
【研究テーマ】機械力学・制御
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】金子 成彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70143378)
【キーワード】クラッタ / 自励振動 / 搬送システム / 紙 / ケーブル (他15件)
【概要】本研究は、光ファイバーケーブルや紙などのような高速で搬送されるシステムで発生する空気力と構造物との連成振動の発生機構の解明と制振方法の開発を目標に、平成9年度から10年度までの2年間に亘って行われた。発生機構の解明については、紙を対象に研究を行い、制振システムの開発についてはケーブルを対象に行った。解析においては、有限要素法によって定式化を行った。構造系の記述に用いた補間関数を紙に作用する流体力の...
【数物系科学】物理学：ナビエ・ストークス方程式 ／有限要素法を含む研究件
❏3次元領域におけるレイノルズ数の大きい流れの計算機援用証明(21H00998)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31
【研究代表者】劉 雪峰 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50571220)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / 計算機援用証明 / Divergence-free条件 / 固有値問題の厳密評価 / Hypercircle法 (他7件)
【概要】
❏流体問題および関連した境界値問題に対する適切性・正則性・数値解法の妥当性の研究(20K14357)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】ナビエ・ストークス方程式 / プリミティブ方程式 / 領域摂動誤差 / 不連続ガレルキン法 / 動弾性体方程式 (他11件)
【概要】(1) 大気や海洋のように、水平方向のスケールが垂直方向のスケールよりも大きな場合（数学的にはアスペクト比0の極限において）、流体の運動を表すナビエ・ストークス方程式から静水圧平衡を満たすプリミティブ方程式が導出される。この議論の数学的正当化は、周期境界条件の場合について知られていた。我々は物理的により重要な滑りなし条件の場合でも同様の結果を得ることができた。 (2) 不連続ガレルキン(DG)法は...
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
【数物系科学】地球惑星科学：摩擦 ／有限要素法を含む研究件
❏能動触知覚の原因現象解明とモデル化による内部構造と材質のバーチャルリアリティ(26280072)
【研究テーマ】ヒューマンインタフェース・インタラクション
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】長谷川 晶一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)
【キーワード】ハプティクス / バーチャルリアリティ / 変形 / Shape Matching / 有限要素法 (他15件)
【概要】対象に手を触れ動かして触知覚を得る能動触は対象についての様々な手がかりを与える。 本研究では、能動触により内部構造や材質を知覚可能なバーチャルリアリティを実現するため、変形と振動を物理シミュレーションで計算・提示することを目指し、(1)有限要素法に変わる計算時間の少ない変形のシミュレーション手法と(2)能動触により生じる振動の再現手法を研究した。 その結果、(1)について、対象を局所グループに分割...
❏新しい接触・摩擦理論構築のためのマルチスケールシミュレータの開発(24360044)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30322069)
【キーワード】マルチスケール解析 / 摩擦 / 凝着 / 樹脂 / 機械材料・材料力学 (他8件)
【概要】固体間摩擦はマルチスケールのラフネス（multi-asperity）が関与する複雑系の現象であることがわかってきている．本研究では，ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け，それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する．すなわち，マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を，メゾスケールのフラクタル（セルフアフィン）なラフネスにはPerss...
【数物系科学】地球惑星科学：トモグラフィー ／有限要素法を含む研究件
❏固体酸化物形燃料電池の電極電解質一体焼成プロセスの解明と制御(17H03149)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】原 祥太郎 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10401134)
【キーワード】固体酸化物形燃料電池 / 焼結 / トモグラフィー / マルチスケール / 多孔構造 (他14件)
【概要】近年，固体酸化物形燃料電池の低コストな製造プロセスとして，電解質基板と電極とを同時に焼結させる一体焼結法が注目されているが，一体焼結法は収縮速度が異なる材料を同時に焼結させる複雑なプロセスのため，焼結後の電極の微細構造・機械的性質・マクロな変形特性は十分明らかとなっていない．そこで本研究では，集束イオンビーム走査型電子顕微鏡を用いて，一体焼結中の空気極／電解質界面近傍の微細構造変化を定量的に明らか...
❏数理物理学における諸問題の研究(07404003)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1998
【研究代表者】金子 晃 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (30011654)
【キーワード】数理物理 / 偏微分方程式 / トモグラフィ / 超函数 / 逆問題 (他15件)
【概要】偏微分方程式の基礎理論の研究においては,ジェブレイ級の解の接続問題において,接続可能性を方程式の特性帯の重複度とジェブレイ指数に関連付けた新しい結果を得た. 解の漸近挙動・スペクトルの研究では,定数係数線型偏微分方程式が劣指数的増大度の解を持つための条件を追求し,リウビユの定理の拡張を得た.また,枯草菌のコロニーパターン形成過程の数理モデルを提出し,計算機によるシミュレーションにより2次元パターン...
【数物系科学】地球惑星科学：逆問題 ／有限要素法を含む研究件
❏逆問題の解の安定性と再構成について(11440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】山本 昌宏 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (50182647)
【キーワード】安定性 / 逆問題 / インピーダンス・トモグラフィー / 自由境界問題 / 有限要素法 (他11件)
【概要】本研究は、応用数理学に現れる逆問題についてその数学解析とその成果に基づいた数値解析手法を提案することが主要目的であった。それとともに広く応用分野に登場する関連問題についても逆問題の観点から数値的な研究を実施し、本研究課題に適用できる可能性のある数値計算法の基盤を準備することも目指した。 逆問題の数学解析の点では本研究課題を通じて、大きな成果を納めることができたと考えている。さらに数学解析の成果を踏...
❏表面振動データによる3次元構造物内部の振動エネルギー・フロー推定法の開拓(10450034)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】上羽 貞行 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (90016551)
【キーワード】振動インテンシティ / 騒音・振動制御 / 固体伝搬音 / 有限要素法 / 特異値分解 (他8件)
【概要】近年、固体中を伝わる固体伝搬波の経路把握可能な計測法の確立が早急に望まれている。振動インテンシティベクトルを計測することにより、固体波の伝搬経路を把握・可視化することが可能となるが、任意の測定点において応力6成分と振動速度ベクトル3成分の測定が必要となり、必要な全てのデータの測定が困難な場合が多い。本研究課題の目的は、従来、不可能であった肉厚構造物内部のSIベクトル分布の計測法の確立を目指す。 提...
❏数理物理学における諸問題の研究(07404003)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1998
【研究代表者】金子 晃 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (30011654)
【キーワード】数理物理 / 偏微分方程式 / トモグラフィ / 超函数 / 逆問題 (他15件)
【概要】偏微分方程式の基礎理論の研究においては,ジェブレイ級の解の接続問題において,接続可能性を方程式の特性帯の重複度とジェブレイ指数に関連付けた新しい結果を得た. 解の漸近挙動・スペクトルの研究では,定数係数線型偏微分方程式が劣指数的増大度の解を持つための条件を追求し,リウビユの定理の拡張を得た.また,枯草菌のコロニーパターン形成過程の数理モデルを提出し,計算機によるシミュレーションにより2次元パターン...
【数物系科学】地球惑星科学：電磁流体(MHD) ／有限要素法を含む研究件
❏電磁熱流体の有限要素解析スキームの開発と実用化技術に関する研究(05650176)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】電磁流体 / 熱流体 / 有限要素法 / GSMAC法 / Hybrid法 (他10件)
【概要】近年のエネルギー科学の基礎として、複雑容器内の電磁熱流体解析の果たす役割は年々大きくなっている。そして、電磁ポンプ、電磁流量計などの流体機器の開発、溶解金属の加熱、攪拌、あるいは核融合炉の伝熱問題に関連して磁場作用下の電磁熱流体に関する研究が古くから行われてきた。現在では超電導磁石、高性能電導磁石の著しい進歩により、電磁流体の熱流動現象の解明はプラズマ・核融合・液体金属流の分野で急務である。液体金...
❏熱移動をともなう乱流の解析に適した有限要素法のスキーム開発(03650158)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】有限要素法 / 乱流 / 熱流体 / LES / GSMAC法 (他13件)
【概要】各種機器内の流れ・伝熱現像を予測する手段として,数値計算が広く利用されている。ここで大きな問題となるのは,実際の工業機器が有する複雑な境界形状の取り扱いである。その解決策として,有限要素法は複雑な境界形状の取り扱いが容易であり,かつプリポスト処理を含めた統合的な流れ解析システムを構築しやすいため,工学的な計算手法としての重要性は大きい。しかし,有限要素法による非圧縮性流体の計算では,連続の式を満足...
【数物系科学】地球惑星科学：地震波 ／有限要素法を含む研究件
❏大規模複雑構造物系の地震時挙動予測手法の高度化(20760300)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】市村 強 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20333833)
【キーワード】構造物の地震時挙動 / 階層型解析 / 有限要素法 / 断層-構造物系 / 地震応答解析 (他13件)
【概要】構造物の地震時挙動は断層構造物系(断層の破壊過程,地殻内波動伝播,地表付近での増幅,地盤と構造物の相互作用)に起因する地震動の時空間の分布に影響される.このような地震時挙動を高い精度・分解能で評価するため,階層型解析に基づく新しい解析手法を提案し,小規模問題を用いて数値検証を行った.しかしながら,断層構造物系の三次元モデルを構築し,その挙動を数値シミュレーションするためには膨大な計算資源が必要とさ...
❏複雑な形状の既存断層系で発生する地震の破壊経路の理論的予測(15740277)
【研究テーマ】固体地球惑星物理学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】亀 伸樹 九州大学, 大学院理学研究院, 助手 (90304724)
【キーワード】地震 / 破壊 / 断層 / 有限要素法 / 予測 (他13件)
【概要】地震の破壊経路の理論的予測を行う数値シミュレーションには、従来、境界積分方程式法が用いられてきた。この手法は、「断層面形状」の自由度が高いという特性から広く利用されるようになってきたが、反面、「不均質媒質」中の破壊現象の取り扱いは不得手である。 地殻には不均質構造が普遍的にある(例:地下浅部堆積層と深部基盤岩の境界)。不均質境界に向かう破壊成長は、媒質の弾性定数の不連続分布の力学的効果により破壊経...
❏グローバルな短周期地震波の有限要素法直接シミュレーション(12640406)
【研究テーマ】固体地球物理学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2000 - 2001
【研究代表者】岡元 太郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40270920)
【キーワード】有限要素法 / 地震波 / 弾性波-音波散乱 / 固体-液体境界 / 不規則地形 (他6件)
【概要】圧力-変位混合型有限要素法プログラム 本計画では弾性波(固体)-音波(流体)散乱問題を効率よく扱うために,これまでの我々の研究をもとにした圧力・変位ハイブリッド有限要素法を採用した.すなわち,固体側の要素は変位を,流体側の要素は圧力を変数として持つ.また弾性波-音波境界条件は要素境界で厳密に満足される.複素弾性定数の形で減衰性も導入した. 本研究ではこれらの特徴を採り入れた2次元有限要素法プログラ...
【数物系科学】地球惑星科学：流体 ／有限要素法を含む研究件
❏理論数値解析と数学解析による流体方程式の研究(17K14230)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】柏原 崇人 東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (80771477)
【キーワード】有限要素法 / Navier-Stokes方程式 / 領域摂動 / Primitive方程式 / 最大正則性 (他14件)
【概要】流体の運動を表す偏微分方程式に対する数学解析と数値解析の研究を行った。数学解析としては、大気や海洋の振る舞いを記述する基礎方程式として知られるPrimitive方程式を対象として、数学的な解がきちんと存在することを示し、流体の支配方程式としてより一般的なNavier-Stokes方程式との関係を明らかにした。数値解析としては、数値シミュレーション手法の一つである有限要素法を考察し、滑らかな領域の偏...
❏フェーズフィールドモデルに基づく二相流体問題の数値解析(21740064)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2010
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 准教授 (00334706)
【キーワード】応用数学 / 数値解析 / 有限要素法 / 流体 / 流体力学 (他6件)
【概要】本研究では,非圧縮性粘性流体の二相問題に対するフェーズフィールドモデルを対象に,有限要素法による数値計算手法の開発と妥当性・正当性の解析を行った.特に,数学的枠組み(数値解析向けの定式化)の研究,および数値実験による発見的考察と結果の検証に最も力を入れた.結果的に,多相流体現象とその数学理論およびその数値計算手法に,今までになかった視点からの新しい寄与をなした. ...
❏2重スケール・オーバレイ・メッシュフリー粒子法による高精度構造/流体連成解析(17360043)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】野口 裕久 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70218303)
【キーワード】メッシュフリー法 / 粒子法 / MPS法 / SPH法 / 流体 (他12件)
【概要】今日のソフト,ハードの両面から発展した計算科学技術をもってしても,構造/流体双方のトポロジーが変化するまでの大変形が生じる連成問題は従来のメッシュや格子を要する有限要素法や差分法では解析が不可能であることは広く知られている,一方でこれらの欠点を補うために,構造,流体それぞれの分野でメッシュフリー法や粒子法と呼ばれる手法が開発され精度の向上がはかられているが,両者にまたがる境界領域では,流体用に開発...
【数物系科学】地球惑星科学：地殻変動 ／有限要素法を含む研究件
❏巨大地震被害想定のための断層シナリオ高度化に関する基礎研究(25630192)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】市村 強 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20333833)
【キーワード】震源断層シナリオ / 地殻変動 / 有限要素法
【概要】多くの地殻変動解析が行われているものの，地殻構造を半無限媒体や水平成層構造に近似するものが多い．一方で，三次元の有限要素法を用いた地殻変動解析が最近行われつつある．これは，地殻構造の不均質さや地表面・各層境の幾何形状が解析結果に強く影響を及ぼすためである．高詳細な地殻構造を用いれば，このような影響を考慮した，より現実的な地殻変動解析が可能と期待される．計算・観測された地殻変動データを組み合わせるこ...
❏3次元不均質構造を取り入れた丸い地球で、大地震に伴う地殻変動・重力変化を見積もる(20840012)
【研究テーマ】固体地球惑星物理学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】田中 愛幸 東京大学, 地震研究所, 助教 (90508350)
【キーワード】地震 / 測地 / 地殻変動 / 重力 / 余効変動 (他12件)
【概要】大地震が発生すると、数10年以上も成長し続ける広域的な地殻変動が生じる。我が国のように大地震が繰り返される地域において地殻変動を観測する場合、過去の様々な大地震による変動を正確に見積もって現時点のデータから差し引かなければ、次の地震の発生のための応力がどのように蓄積されているのか分からない。本研究は、人工衛星重力データを利用することで、大地震による広域変動をより正確に見積もる手法を初めて開発した。...
【数物系科学】地球惑星科学：地震 ／有限要素法を含む研究件
❏3次元不均質構造を取り入れた丸い地球で、大地震に伴う地殻変動・重力変化を見積もる(20840012)
【研究テーマ】固体地球惑星物理学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】田中 愛幸 東京大学, 地震研究所, 助教 (90508350)
【キーワード】地震 / 測地 / 地殻変動 / 重力 / 余効変動 (他12件)
【概要】大地震が発生すると、数10年以上も成長し続ける広域的な地殻変動が生じる。我が国のように大地震が繰り返される地域において地殻変動を観測する場合、過去の様々な大地震による変動を正確に見積もって現時点のデータから差し引かなければ、次の地震の発生のための応力がどのように蓄積されているのか分からない。本研究は、人工衛星重力データを利用することで、大地震による広域変動をより正確に見積もる手法を初めて開発した。...
❏大規模複雑構造物系の地震時挙動予測手法の高度化(20760300)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】市村 強 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20333833)
【キーワード】構造物の地震時挙動 / 階層型解析 / 有限要素法 / 断層-構造物系 / 地震応答解析 (他13件)
【概要】構造物の地震時挙動は断層構造物系(断層の破壊過程,地殻内波動伝播,地表付近での増幅,地盤と構造物の相互作用)に起因する地震動の時空間の分布に影響される.このような地震時挙動を高い精度・分解能で評価するため,階層型解析に基づく新しい解析手法を提案し,小規模問題を用いて数値検証を行った.しかしながら,断層構造物系の三次元モデルを構築し,その挙動を数値シミュレーションするためには膨大な計算資源が必要とさ...
❏複雑な形状の既存断層系で発生する地震の破壊経路の理論的予測(15740277)
【研究テーマ】固体地球惑星物理学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】亀 伸樹 九州大学, 大学院理学研究院, 助手 (90304724)
【キーワード】地震 / 破壊 / 断層 / 有限要素法 / 予測 (他13件)
【概要】地震の破壊経路の理論的予測を行う数値シミュレーションには、従来、境界積分方程式法が用いられてきた。この手法は、「断層面形状」の自由度が高いという特性から広く利用されるようになってきたが、反面、「不均質媒質」中の破壊現象の取り扱いは不得手である。 地殻には不均質構造が普遍的にある(例:地下浅部堆積層と深部基盤岩の境界)。不均質境界に向かう破壊成長は、媒質の弾性定数の不連続分布の力学的効果により破壊経...
【数物系科学】地球惑星科学：変形 ／有限要素法を含む研究件
❏能動触知覚の原因現象解明とモデル化による内部構造と材質のバーチャルリアリティ(26280072)
【研究テーマ】ヒューマンインタフェース・インタラクション
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】長谷川 晶一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)
【キーワード】ハプティクス / バーチャルリアリティ / 変形 / Shape Matching / 有限要素法 (他15件)
【概要】対象に手を触れ動かして触知覚を得る能動触は対象についての様々な手がかりを与える。 本研究では、能動触により内部構造や材質を知覚可能なバーチャルリアリティを実現するため、変形と振動を物理シミュレーションで計算・提示することを目指し、(1)有限要素法に変わる計算時間の少ない変形のシミュレーション手法と(2)能動触により生じる振動の再現手法を研究した。 その結果、(1)について、対象を局所グループに分割...
❏プレート収束境界における広域変成帯の温度-圧力-変形経路と流動場の解明(15340167)
【研究テーマ】地質学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】岩森 光 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (80221795)
【キーワード】プレート境界 / 沈みこみ帯 / 広域変成帯 / 変形 / 温度場 (他17件)
【概要】本研究では、(1)プレート収束境界にはさまれた「変成帯」に相当する領域の3次元流動変形と温度構造を予測する数値モデルを構築し、さまざまなプレート運動・変形の駆動力に対応して、変成岩がどのような3次元的変形を示すかをフォワードモデルから予測する、(2)変成作用・火成作用の駆動場として重要と考えられる海嶺沈み込みに伴う温度場擾乱場での物質循環、特に水循環を予測するモデルを構築する、(3)これらのモデル...
【数物系科学】天文学：差分法 ／有限要素法を含む研究件
❏有限体積法の数学的基盤理論の確立(23340023)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 数理(科)学研究科(研究院), 准教授 (00334706)
【キーワード】数値解析 / 数理モデル / 有限体積法 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...
❏複雑乱流場のラージ・エディ・シミュレーションにおける数値計算法の安定性と解析精度(13650168)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 情報基盤センター, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / 差分法 / 有限要素法 (他8件)
【概要】複雑な乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が統計平均モデルに比べて近似の一般性は高い解析方法として注目されているが、工学一般の問題へ拡張するには多くの研究課題を残しており、特に、数値的安定性と計算精度をいかに満足させるかがLES実用化に当たっての共通の課題となっている。LES実用化の観点からはSGSモデルと数値誤差の効果を同時に考慮した最適化が求められ、乱流現象の特性を...
❏ダイナミックSGSモデルに基づく複雑乱流場のLESモデリング(10650160)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 燃焼流 (他8件)
【概要】直接解析が適用できない複雑乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が挙げられるが、工学一般の問題へ適用するには未だ研究課題を残している。Germanoらの提案したダイナミックSGSモデルは基礎的研究では多くの課題に優れた結果を与え、LESにおける汎用的な乱流モデリングとして注目される。本研究では、乱流LESのより広範囲な応用を進めることを目的として、ダイナミックSGSモデル...
【数物系科学】天文学：スペクトル ／有限要素法を含む研究件
❏スペクトル確率有限要素/境界要素法による動的解析手法の開発(15760348)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248)
【キーワード】不確定性 / 境界要素法 / 有限要素法 / スペクトル
【概要】本研究では,構造物の地震応答解析等の動的解析において,種々のパラメタの不確実性による影響を効率よく評価する数値解析手法を開発することを目的として,以下の成果を得た. (1)スペクトル確率有限要素法の連続体の非線形動的問題への適用を図った.具体的には,線形系,超弾性系,および,バイリニア降伏特性等を有する系を対象として,理論的な検討に基づき,適用範囲などの整理及び定式化を行った. (2)非線形問題の...
❏スペクトル・散乱理論の研究(04640130)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1992
【研究代表者】谷島 賢二 東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (80011758)
【キーワード】スペクトル / 散乱理論 / 波動作用素 / 準古典近似 / ソリトン (他8件)
【概要】科学研究費補助金(一般研究C)「スペクトル・散乱理論の研究」によって得られた成果を箇条書きにする。 1.多体Schroedinger作用素の散乱問題において波動作用素の完全性に関して北田均等によって短距離系に対する波動作用素の完全性の新たな証明が得られ,遠距離系に対する完全性の証明にも重要な進展があった。 2.Schroedinger作用素の散乱・resonanceの問題に関して,resonanc...
【数物系科学】天文学：数値計算 ／有限要素法を含む研究件
❏3次元動的植物体-地盤連成解析手法の開発ー植物に学ぶレジリエント農業水利施設へー(22K14964)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2022-04-01 - 2026-03-31
【研究代表者】友部 遼 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90880005)
【キーワード】根-土接触面 / 有限要素法 / 数値計算 / 農業水理施設
【概要】
❏水-土-根成長練成有限要素法による農業水利施設の植生-地盤相互作用解析(20K22599)
【研究テーマ】
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2020-09-11 - 2022-03-31
【研究代表者】友部 遼 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90880005)
【キーワード】有限要素法 / 接触力学 / 不飽和土 / 成長 / 植物力学 (他8件)
【概要】植物根は自然斜面や人工斜面において，土粒子を網のような構造で保持しており，結果として斜面の安定化に寄与している．一方で，植物根は荒れ地や農用地では硬い耕盤を破砕したり，土を膨軟にすることもある．両者は植物根の土に対する正/負の補強効果といえるが，その補強効果を見積もり，利用するためには，植物根が成長し土に貫入する過程を力学的に予測・評価する必要がある．本研究を通じて，様々な土壌水分，初期応力分布，...
【工学】機械工学：ロッキングフリー ／有限要素法を含む研究件
❏平滑化有限要素法による複雑形状を持つ微圧縮性材料に対する大変形解析技術の確立(16K17978)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 工学院, 助教 (20543747)
【キーワード】平滑化有限要素法 / 微圧縮性材料 / 大変形解析 / 四面体要素 / ロッキング (他13件)
【概要】ゴム・生体・成形樹脂などの微圧縮性材料は多くの場合大きな変形を伴う環境で使用される．材料の変形のコンピュータシミュレーションには有限要素法(FEM)と呼ばれる手法が一般に用いられるが，微圧縮大変形は解析が難しく，特に複雑形状を持つ物体の解析で精度と安定性を確保することは困難であることが知られている． 本研究では平滑化有限要素法(S-FEM)と呼ばれる新しい定式化手法を用いることにより，複雑形状の微...
❏陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発(25630007)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】大変形解析 / 有限要素法 / 四面体要素 / メッシュリゾーニング / 平滑化有限要素法 (他8件)
【概要】四面体要素分割を用いて大変形問題を高精度に解析可能な新しい有限要素解析シミュレータを開発した．新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み，既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した．四面体要素を用いているが故，工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる．加えて，四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより，ゴム...
【工学】機械工学：圧力振動フリー ／有限要素法を含む研究件
❏平滑化有限要素法による複雑形状を持つ微圧縮性材料に対する大変形解析技術の確立(16K17978)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 工学院, 助教 (20543747)
【キーワード】平滑化有限要素法 / 微圧縮性材料 / 大変形解析 / 四面体要素 / ロッキング (他13件)
【概要】ゴム・生体・成形樹脂などの微圧縮性材料は多くの場合大きな変形を伴う環境で使用される．材料の変形のコンピュータシミュレーションには有限要素法(FEM)と呼ばれる手法が一般に用いられるが，微圧縮大変形は解析が難しく，特に複雑形状を持つ物体の解析で精度と安定性を確保することは困難であることが知られている． 本研究では平滑化有限要素法(S-FEM)と呼ばれる新しい定式化手法を用いることにより，複雑形状の微...
❏陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発(25630007)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】大変形解析 / 有限要素法 / 四面体要素 / メッシュリゾーニング / 平滑化有限要素法 (他8件)
【概要】四面体要素分割を用いて大変形問題を高精度に解析可能な新しい有限要素解析シミュレータを開発した．新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み，既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した．四面体要素を用いているが故，工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる．加えて，四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより，ゴム...
【工学】機械工学：平滑化有限要素法 ／有限要素法を含む研究件
❏平滑化有限要素法による複雑形状を持つ微圧縮性材料に対する大変形解析技術の確立(16K17978)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 工学院, 助教 (20543747)
【キーワード】平滑化有限要素法 / 微圧縮性材料 / 大変形解析 / 四面体要素 / ロッキング (他13件)
【概要】ゴム・生体・成形樹脂などの微圧縮性材料は多くの場合大きな変形を伴う環境で使用される．材料の変形のコンピュータシミュレーションには有限要素法(FEM)と呼ばれる手法が一般に用いられるが，微圧縮大変形は解析が難しく，特に複雑形状を持つ物体の解析で精度と安定性を確保することは困難であることが知られている． 本研究では平滑化有限要素法(S-FEM)と呼ばれる新しい定式化手法を用いることにより，複雑形状の微...
❏陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発(25630007)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】大変形解析 / 有限要素法 / 四面体要素 / メッシュリゾーニング / 平滑化有限要素法 (他8件)
【概要】四面体要素分割を用いて大変形問題を高精度に解析可能な新しい有限要素解析シミュレータを開発した．新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み，既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した．四面体要素を用いているが故，工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる．加えて，四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより，ゴム...
【工学】機械工学：四面体要素 ／有限要素法を含む研究件
❏平滑化有限要素法による複雑形状を持つ微圧縮性材料に対する大変形解析技術の確立(16K17978)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 工学院, 助教 (20543747)
【キーワード】平滑化有限要素法 / 微圧縮性材料 / 大変形解析 / 四面体要素 / ロッキング (他13件)
【概要】ゴム・生体・成形樹脂などの微圧縮性材料は多くの場合大きな変形を伴う環境で使用される．材料の変形のコンピュータシミュレーションには有限要素法(FEM)と呼ばれる手法が一般に用いられるが，微圧縮大変形は解析が難しく，特に複雑形状を持つ物体の解析で精度と安定性を確保することは困難であることが知られている． 本研究では平滑化有限要素法(S-FEM)と呼ばれる新しい定式化手法を用いることにより，複雑形状の微...
❏陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発(25630007)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】大変形解析 / 有限要素法 / 四面体要素 / メッシュリゾーニング / 平滑化有限要素法 (他8件)
【概要】四面体要素分割を用いて大変形問題を高精度に解析可能な新しい有限要素解析シミュレータを開発した．新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み，既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した．四面体要素を用いているが故，工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる．加えて，四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより，ゴム...
【工学】機械工学：マルチスケール法 ／有限要素法を含む研究件
❏イメージベース有限要素法による褥瘡発生のバイオメカニズム的病因の解明(23656092)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】高野 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10206782)
【キーワード】有限要素法 / モンテカルロ法 / 裾野確率 / サンプリング法 / 褥瘡 (他12件)
【概要】褥瘡の根本的な発生要因の解明は、介護・看護法の改善に重要な課題となっている。本研究では、臀部の骨－筋肉界面の線維組織の損傷に起因するとの仮説に立脚し、界面ひずみをイメージベース有限要素法により解析し、バイオメカニズム的病因を分析した。脂肪と筋肉の力学的物性値および分量、損傷部位とその大きさ、体位の違いの計7つのパラメータに不確かさを考慮したモンテカルロシミュレーションにおいて、高いひずみ値になるパ...
❏イメージベースト重合メッシュ法による不均質体のノンローカル応力解析とその検証(14350058)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】高野 直樹 立命館大学, 理工学部, 教授 (10206782)
【キーワード】イメージベース手法 / 重合メッシュ法 / マルチスケール法 / 有限要素法 / モルフォロジー (他10件)
【概要】独自の重合メッシュ法(mesh superposition method)を用い、実際の不均質材料の3次元ミクロ構造モデリングを高分解能X線CTを用いるイメージベース手法により行う新たな「イメージベースト重合メッシュ法」を提案した。この手法は、これまでのマルチスケール法で取り扱うことが不可能であった継手界面や、局部的に集中して現れる塑性域、損傷域の考慮、ひずみ勾配を考慮した問題などのノンローカル問...
【工学】機械工学：モルフォロジー ／有限要素法を含む研究件
❏イメージベースト重合メッシュ法による不均質体のノンローカル応力解析とその検証(14350058)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】高野 直樹 立命館大学, 理工学部, 教授 (10206782)
【キーワード】イメージベース手法 / 重合メッシュ法 / マルチスケール法 / 有限要素法 / モルフォロジー (他10件)
【概要】独自の重合メッシュ法(mesh superposition method)を用い、実際の不均質材料の3次元ミクロ構造モデリングを高分解能X線CTを用いるイメージベース手法により行う新たな「イメージベースト重合メッシュ法」を提案した。この手法は、これまでのマルチスケール法で取り扱うことが不可能であった継手界面や、局部的に集中して現れる塑性域、損傷域の考慮、ひずみ勾配を考慮した問題などのノンローカル問...
❏多相系高分子材料の機械的特性とモルフォロジーに関する研究(10450044)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】岸本 喜久雄 東京工業大学, 工学部, 教授 (30111652)
【キーワード】ポリマーアロイ / ABS樹脂 / PC / モルフォロジー / 破壊じん性 (他9件)
【概要】本研究では,広範囲の用途に対して開発され使用されるようになってきている多相系高分子材料について,その機械的性質のなかで特に破壊じん性について注目して研究を行った.まず,ABS樹脂ならびにその構成材料であるPS樹脂,AS樹脂について,破壊挙動に及ぼす吸湿の影響を調べ,ゴム粒子の破壊,クレーズの発生といった破壊過程を明らかにした.つづいて,モードIに加えてモードIIが重畳した混合モード荷重下におけるき...
【工学】機械工学：落錘試験 ／有限要素法を含む研究件
❏ジュール発熱の熱変形を利用した自己損傷検知複合材料構造(21560079)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】轟 章 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50211397)
【キーワード】破壊 / 複合材料 / CFRP / 層間はく離 / 電気抵抗 (他12件)
【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...
❏ヘルメットの頭部保護性能とその評価法に関する研究(09450045)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1997 - 1999
【研究代表者】宇治橋 貞幸 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (80016675)
【キーワード】ヘルメット / 頭部保護性能 / 衝撃 / 有限要素法 / コンピュータ・シミュレーション (他15件)
【概要】まず乗車用ヘルメットの安全性を規定している日本工業規格(JlS)および衝撃カをうける頭部耐性曲線(WSTC)を参考にしながら、現在までに提案されている頭部耐性に対する評価指標を調査した。 それらの内から有力と思われる指標について、様々な衡撃力波形を創成し、それらを入力加速度波形として演算を行い取り上げた指標が持つ特性について調査した。その結果、自動車の安全基準などに使用されているHlC(Head ...
【工学】機械工学：メッシュリゾーニング ／有限要素法を含む研究件
❏陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発(25630007)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】大変形解析 / 有限要素法 / 四面体要素 / メッシュリゾーニング / 平滑化有限要素法 (他8件)
【概要】四面体要素分割を用いて大変形問題を高精度に解析可能な新しい有限要素解析シミュレータを開発した．新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み，既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した．四面体要素を用いているが故，工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる．加えて，四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより，ゴム...
❏熱ナノインプリント樹脂大変形のメッシュフリー解析手法の開発とプロセス最適化(22760095)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】ナノ・マイクロ加工 / 熱ナノインプリント / メッシュフリー法 / 増分形陰的釣合方程式 / 有限要素法 (他15件)
【概要】浮動応力点メッシュフリー法の開発,および増分形陰的釣合方程式に基づく有限要素メッシュリゾーニング法の開発を行った.両方法共に加熱された樹脂やガラスなど柔らかい材料の大変形解析に対して精度と安定性を兼ね備えたこれまでにない解析方法である.これらの成果は熱ナノインプリント等の大変形を伴う加工プロセスの数値最適化に対する有効な手段になるものと期待される. ...
【工学】機械工学：ダイナミックSGSモデル ／有限要素法を含む研究件
❏境界適合格子を用いた乱流LESにおけるダイナミックSGSモデルの定式化と数値検証(08650188)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1996
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
【キーワード】ダイナミックSGSモデル / LES / 有限差分法 / 有限要素法 / 適界適合格子 (他8件)
【概要】計算機性能の向上により、乱流直接解析の可能性が開かれたものの適用範囲はごく限られており、直接解析の適用できない複雑な乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が注目されている。LESでは、乱流の主要な変動は直接計算し、計算格子より小スケール運動のみをモデル(SGSモデルと呼ばれる)化するため、統計平均モデルに比べて近似の影響は小さいと考えられている。従来まで、Smagorin...
❏ラージ・エディ・シミュレーションの工学における複雑乱流への応用(04452139)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
【キーワード】乱流数値解析 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 一般座標系 / 有限要素法 (他19件)
【概要】ラージ・エディ・シミュレーション(LES)は、これまで主に乱流構造の基礎研究のための数値解析法として比較的単純な流れ場に適用されてきた。しかし、計算機ハードウェア性能の向上によって、これまで以上に詳細な解析が可能となったため、乱流の基礎研究においてはLESにかわって近似モデルを用いない直接シミュレーション(DS)が試みられつつあり、LESに対してはDSを適用できない複雑な流れ場の解析手段としての有...
【工学】機械工学：GSMAC法 ／有限要素法を含む研究件
❏電磁熱流体の有限要素解析スキームの開発と実用化技術に関する研究(05650176)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】電磁流体 / 熱流体 / 有限要素法 / GSMAC法 / Hybrid法 (他10件)
【概要】近年のエネルギー科学の基礎として、複雑容器内の電磁熱流体解析の果たす役割は年々大きくなっている。そして、電磁ポンプ、電磁流量計などの流体機器の開発、溶解金属の加熱、攪拌、あるいは核融合炉の伝熱問題に関連して磁場作用下の電磁熱流体に関する研究が古くから行われてきた。現在では超電導磁石、高性能電導磁石の著しい進歩により、電磁流体の熱流動現象の解明はプラズマ・核融合・液体金属流の分野で急務である。液体金...
❏熱移動をともなう乱流の解析に適した有限要素法のスキーム開発(03650158)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】有限要素法 / 乱流 / 熱流体 / LES / GSMAC法 (他13件)
【概要】各種機器内の流れ・伝熱現像を予測する手段として,数値計算が広く利用されている。ここで大きな問題となるのは,実際の工業機器が有する複雑な境界形状の取り扱いである。その解決策として,有限要素法は複雑な境界形状の取り扱いが容易であり,かつプリポスト処理を含めた統合的な流れ解析システムを構築しやすいため,工学的な計算手法としての重要性は大きい。しかし,有限要素法による非圧縮性流体の計算では,連続の式を満足...
【工学】材料工学：熱流体 ／有限要素法を含む研究件
❏電磁熱流体の有限要素解析スキームの開発と実用化技術に関する研究(05650176)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】電磁流体 / 熱流体 / 有限要素法 / GSMAC法 / Hybrid法 (他10件)
【概要】近年のエネルギー科学の基礎として、複雑容器内の電磁熱流体解析の果たす役割は年々大きくなっている。そして、電磁ポンプ、電磁流量計などの流体機器の開発、溶解金属の加熱、攪拌、あるいは核融合炉の伝熱問題に関連して磁場作用下の電磁熱流体に関する研究が古くから行われてきた。現在では超電導磁石、高性能電導磁石の著しい進歩により、電磁流体の熱流動現象の解明はプラズマ・核融合・液体金属流の分野で急務である。液体金...
❏熱移動をともなう乱流の解析に適した有限要素法のスキーム開発(03650158)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】有限要素法 / 乱流 / 熱流体 / LES / GSMAC法 (他13件)
【概要】各種機器内の流れ・伝熱現像を予測する手段として,数値計算が広く利用されている。ここで大きな問題となるのは,実際の工業機器が有する複雑な境界形状の取り扱いである。その解決策として,有限要素法は複雑な境界形状の取り扱いが容易であり,かつプリポスト処理を含めた統合的な流れ解析システムを構築しやすいため,工学的な計算手法としての重要性は大きい。しかし,有限要素法による非圧縮性流体の計算では,連続の式を満足...
【工学】電気電子工学：同期電動機 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器の時空間電磁界現象を忠実に模擬した高速高精度設計最適化手法の開発(19K04357)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気特性測定 / 深層学習 / 感度解析 (他18件)
【概要】国内のエネルギーの半分以上が，モータに使用されている．本研究では，「1. モータの高出力化を主眼とした電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した革新的な設計最適化手法の構築」，さらには，「2.設計最適化手法で必要となるモータ鉄芯の磁気特性測定の高速化」を行った．1の研究では，三相交流回路で駆動される永久磁石同期電動機において，電磁界・電気回路の強連成，ロータの回転，鉄芯の磁気非線形性，定常状態にお...
❏電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した電気機器の革新的最適設計システムの構築(16K06240)
【研究テーマ】電力工学・電力変換・電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電気機器工学 / 電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気非線形性 / 磁気ヒステリシス (他16件)
【概要】実際の設計現場において，トポロジー最適化を導入するため，本研究課題では，主として，次の3つの項目：「（１）感度解析ベースのトポロジー最適化手法の高速化」，「（２）時間領域トポロジー最適化手法の開発」，「（３）磁気ヒステリシス特性測定装置の開発」に取り組み，それぞれの研究内容について，予定通り完了した． ...
【工学】電気電子工学：3次元場 ／有限要素法を含む研究件
❏磁界の強さを変数とする有限要素法と境界要素法の併用による三次元渦電流場の解析(03650240)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流場 / 三次元解析 / 辺要素 (他12件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な解析手法の開発を目指しており、特に、今まで長期にわたり担当者が研究開発してきた有限要素・境界要素併用法の三次元化と渦電流問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、要素分割数を減らし計算機容量を節約せざるをえないのが現状であり、解析精度を落とすことなく未知数の個数を減らす工夫が重要である。本研究の対象で...
❏有限要素法と境界要素法の併用による三次元うず電流場の解析(63550223)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1988 - 1990
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 堺界要素法 / 要磁界解析 / 三次元場 / うず電流 (他11件)
【概要】本研究では電気機器設計に対する応用を前提とした、有限要素法と境界要素法の併用手法の三次元化とうず電流問題への拡張を目的としてる。電磁界を数値解析するにあたり、場を記述する物理量としてどのような変数を採用するかで処理の難易や解析精度は影響を受ける。本研究では電磁場解析に際し、考察物理量として磁気ベクトルポテンシャルAと電気スカラポテンシャルφを用いるAーφ法、および磁界の強さHと磁気スカラポテンシャ...
【工学】電気電子工学：辺要素 ／有限要素法を含む研究件
❏有限要素法と境界要素法の併用法による導体運動を伴う渦電流場の三次元解析(06750290)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1994
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助手 (70257210)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流 / 辺要素 / 磁界の強さ (他6件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な数値解析手法の開発を目指しており、特に現在まで長期にわたり本研究代表者が開発してきた有限要素・境界要素併用法の導体運動を伴う渦電流場問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、反復計算により導体運動を伴う電磁現象をステップ毎に解析していく上で膨大な計算時間を要する。したがって解析精度を落とすことなく未知...
❏磁界の強さを変数とする有限要素法と境界要素法の併用による三次元渦電流場の解析(03650240)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流場 / 三次元解析 / 辺要素 (他12件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な解析手法の開発を目指しており、特に、今まで長期にわたり担当者が研究開発してきた有限要素・境界要素併用法の三次元化と渦電流問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、要素分割数を減らし計算機容量を節約せざるをえないのが現状であり、解析精度を落とすことなく未知数の個数を減らす工夫が重要である。本研究の対象で...
【工学】電気電子工学：渦電流 ／有限要素法を含む研究件
❏有限要素法と境界要素法の併用法による導体運動を伴う渦電流場の三次元解析(06750290)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1994
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助手 (70257210)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流 / 辺要素 / 磁界の強さ (他6件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な数値解析手法の開発を目指しており、特に現在まで長期にわたり本研究代表者が開発してきた有限要素・境界要素併用法の導体運動を伴う渦電流場問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、反復計算により導体運動を伴う電磁現象をステップ毎に解析していく上で膨大な計算時間を要する。したがって解析精度を落とすことなく未知...
❏磁界の強さを変数とする有限要素法と境界要素法の併用による三次元渦電流場の解析(03650240)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流場 / 三次元解析 / 辺要素 (他12件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な解析手法の開発を目指しており、特に、今まで長期にわたり担当者が研究開発してきた有限要素・境界要素併用法の三次元化と渦電流問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、要素分割数を減らし計算機容量を節約せざるをえないのが現状であり、解析精度を落とすことなく未知数の個数を減らす工夫が重要である。本研究の対象で...
【工学】電気電子工学：時間領域随伴変数法 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器の時空間電磁界現象を忠実に模擬した高速高精度設計最適化手法の開発(19K04357)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気特性測定 / 深層学習 / 感度解析 (他18件)
【概要】国内のエネルギーの半分以上が，モータに使用されている．本研究では，「1. モータの高出力化を主眼とした電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した革新的な設計最適化手法の構築」，さらには，「2.設計最適化手法で必要となるモータ鉄芯の磁気特性測定の高速化」を行った．1の研究では，三相交流回路で駆動される永久磁石同期電動機において，電磁界・電気回路の強連成，ロータの回転，鉄芯の磁気非線形性，定常状態にお...
❏電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した電気機器の革新的最適設計システムの構築(16K06240)
【研究テーマ】電力工学・電力変換・電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電気機器工学 / 電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気非線形性 / 磁気ヒステリシス (他16件)
【概要】実際の設計現場において，トポロジー最適化を導入するため，本研究課題では，主として，次の3つの項目：「（１）感度解析ベースのトポロジー最適化手法の高速化」，「（２）時間領域トポロジー最適化手法の開発」，「（３）磁気ヒステリシス特性測定装置の開発」に取り組み，それぞれの研究内容について，予定通り完了した． ...
【工学】電気電子工学：磁界の強さ ／有限要素法を含む研究件
❏有限要素法と境界要素法の併用法による導体運動を伴う渦電流場の三次元解析(06750290)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1994
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助手 (70257210)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流 / 辺要素 / 磁界の強さ (他6件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な数値解析手法の開発を目指しており、特に現在まで長期にわたり本研究代表者が開発してきた有限要素・境界要素併用法の導体運動を伴う渦電流場問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、反復計算により導体運動を伴う電磁現象をステップ毎に解析していく上で膨大な計算時間を要する。したがって解析精度を落とすことなく未知...
❏磁界の強さを変数とする有限要素法と境界要素法の併用による三次元渦電流場の解析(03650240)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流場 / 三次元解析 / 辺要素 (他12件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な解析手法の開発を目指しており、特に、今まで長期にわたり担当者が研究開発してきた有限要素・境界要素併用法の三次元化と渦電流問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、要素分割数を減らし計算機容量を節約せざるをえないのが現状であり、解析精度を落とすことなく未知数の個数を減らす工夫が重要である。本研究の対象で...
【工学】電気電子工学：磁界解析 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器の時空間電磁界現象を忠実に模擬した高速高精度設計最適化手法の開発(19K04357)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気特性測定 / 深層学習 / 感度解析 (他18件)
【概要】国内のエネルギーの半分以上が，モータに使用されている．本研究では，「1. モータの高出力化を主眼とした電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した革新的な設計最適化手法の構築」，さらには，「2.設計最適化手法で必要となるモータ鉄芯の磁気特性測定の高速化」を行った．1の研究では，三相交流回路で駆動される永久磁石同期電動機において，電磁界・電気回路の強連成，ロータの回転，鉄芯の磁気非線形性，定常状態にお...
❏電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した電気機器の革新的最適設計システムの構築(16K06240)
【研究テーマ】電力工学・電力変換・電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電気機器工学 / 電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気非線形性 / 磁気ヒステリシス (他16件)
【概要】実際の設計現場において，トポロジー最適化を導入するため，本研究課題では，主として，次の3つの項目：「（１）感度解析ベースのトポロジー最適化手法の高速化」，「（２）時間領域トポロジー最適化手法の開発」，「（３）磁気ヒステリシス特性測定装置の開発」に取り組み，それぞれの研究内容について，予定通り完了した． ...
【工学】電気電子工学：電磁界数値解析 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器の時空間電磁界現象を忠実に模擬した高速高精度設計最適化手法の開発(19K04357)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気特性測定 / 深層学習 / 感度解析 (他18件)
【概要】国内のエネルギーの半分以上が，モータに使用されている．本研究では，「1. モータの高出力化を主眼とした電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した革新的な設計最適化手法の構築」，さらには，「2.設計最適化手法で必要となるモータ鉄芯の磁気特性測定の高速化」を行った．1の研究では，三相交流回路で駆動される永久磁石同期電動機において，電磁界・電気回路の強連成，ロータの回転，鉄芯の磁気非線形性，定常状態にお...
❏電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した電気機器の革新的最適設計システムの構築(16K06240)
【研究テーマ】電力工学・電力変換・電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電気機器工学 / 電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気非線形性 / 磁気ヒステリシス (他16件)
【概要】実際の設計現場において，トポロジー最適化を導入するため，本研究課題では，主として，次の3つの項目：「（１）感度解析ベースのトポロジー最適化手法の高速化」，「（２）時間領域トポロジー最適化手法の開発」，「（３）磁気ヒステリシス特性測定装置の開発」に取り組み，それぞれの研究内容について，予定通り完了した． ...
❏電磁界数値解析と数理計画法との併用による電気機器の最適設計法の開発(09750328)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (70257210)
【キーワード】磁気シールド / MRI / 電磁界数値解析 / 有限要素法 / 境界要素法 (他10件)
【概要】本研究課題では,機器設計の期間および費用の削減・高精度化・信頼性向上などを目指し,電気機器の高精度な最適設計を実現しうる強力な数値解法の開発を目的としている。具体的には,電磁現象に対する有力な数値計算法として広く用いられている有限要素法や境界要素法またはこれらの併用手法に対し,更に数理計画法や様々な最適化手法を組み入れ,各種電気機器の問題特性に適した設計方法を確立していく。特に本年度は,最適化手法...
【工学】建築学：ラージ・エデイ・シミュレーション ／有限要素法を含む研究件
❏複雑乱流場のラージ・エディ・シミュレーションにおける数値計算法の安定性と解析精度(13650168)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 情報基盤センター, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / 差分法 / 有限要素法 (他8件)
【概要】複雑な乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が統計平均モデルに比べて近似の一般性は高い解析方法として注目されているが、工学一般の問題へ拡張するには多くの研究課題を残しており、特に、数値的安定性と計算精度をいかに満足させるかがLES実用化に当たっての共通の課題となっている。LES実用化の観点からはSGSモデルと数値誤差の効果を同時に考慮した最適化が求められ、乱流現象の特性を...
❏ダイナミックSGSモデルに基づく複雑乱流場のLESモデリング(10650160)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 燃焼流 (他8件)
【概要】直接解析が適用できない複雑乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が挙げられるが、工学一般の問題へ適用するには未だ研究課題を残している。Germanoらの提案したダイナミックSGSモデルは基礎的研究では多くの課題に優れた結果を与え、LESにおける汎用的な乱流モデリングとして注目される。本研究では、乱流LESのより広範囲な応用を進めることを目的として、ダイナミックSGSモデル...
❏ラージ・エディ・シミュレーションの工学における複雑乱流への応用(04452139)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
【キーワード】乱流数値解析 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 一般座標系 / 有限要素法 (他19件)
【概要】ラージ・エディ・シミュレーション(LES)は、これまで主に乱流構造の基礎研究のための数値解析法として比較的単純な流れ場に適用されてきた。しかし、計算機ハードウェア性能の向上によって、これまで以上に詳細な解析が可能となったため、乱流の基礎研究においてはLESにかわって近似モデルを用いない直接シミュレーション(DS)が試みられつつあり、LESに対してはDSを適用できない複雑な流れ場の解析手段としての有...
【工学】建築学：応力解析 ／有限要素法を含む研究件
❏セラミックス/金属接合強度の破壊力学的評価に関する研究(01460095)
【研究テーマ】材料力学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1989 - 1990
【研究代表者】小林 英男 東京工業大学, 工学部, 教授 (00016487)
【キーワード】破壊力学 / 応力解析 / 接合材 / 接合強度 / 残留応力 (他13件)
【概要】SiN_4/S45C接合材の4点曲げ試験を実施した。同時に、接合残留応力を有限要素法で解析した。得られた結果をまとめれば、以下のとおりである。(1)異材接合のSi_3N_4/S45C接合材では、接合界面の存在以外に破壊強度低下の要因がある。(2)接合後の切断加工によって、固有欠陥起点の割れが要易に生じる。(3)界面近傍のセラミックス側にき裂と引張残留応力が存在する場合、破壊強度は著しく低下する。こ...
❏セメントレス人工股関節の境界摩擦層を用いた有限要素法、境界要素法による応力解析(63570697)
【研究テーマ】整形外科学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1988 - 1989
【研究代表者】井村 慎一 福井医科大学, 医学部, 教授 (90019886)
【キーワード】セメントレス人工股関節 / 応力解析 / 有限要素法 / 境界摩擦層 / 大腿骨髄腔 (他14件)
【概要】セメントレス人工股関節の初期固定の獲得には、力学的に安定したインプラントのデザインが望まれる。X線像を基に大腿骨近位部の2次元モデルを作成し、月僧の開発した境界摩擦層を導入した有限要素法を用いて、ステムと骨との境界面における接触圧・大腿骨皮質骨の応力分布およびステムの変位量について解析した。ステムの長さは髄腔狭部下端付近にとどまるもの、太さは髄腔占拠率の高いもの、テ-パ-角は髄腔狭部内ではより小さ...
【工学】建築学：局部火災 ／有限要素法を含む研究件
❏局部火災加熱を受ける金属柱の力学的応答とその予測(16656175)
【研究テーマ】建築環境・設備
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】長谷見 雄二 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40298138)
【キーワード】局部火災 / 角型鋼管 / 力学的応答 / 有限要素法
【概要】既往の研究により、局部火災時の柱部材の温度分布までは火源条件が与えられれば予測が可能となっており、次の段階として、温度分布から部材の力学的挙動を予測し、架構の安全性を評価することが目標となる。まず、力学的応答予測に用いる有限要素法などの数値解析の検討モデルたり得る実験データを得ることを念頭に、局部火災加熱を受ける鉄骨角柱の載荷実験を行い、その挙動を把握した。実験は拘束条件や加力条件を変えて4種行わ...
❏局部火災加熱される構造部材の加熱分布予測と部材温度応答計算法(11555154)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】長谷見 雄二 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40298138)
【キーワード】局部火災 / 金属構造 / 入射熱 / 温度上昇 / 数値流体力学 (他12件)
【概要】(1)独立火炎に近接する柱の局部火災加熱効果の明確化 近傍の火炎に曝露される柱の加熱・温度応答を模型実験で測定し、定常一様加熱を仮定した場合の理論表面温度と比較して、柱が一表面で火炎に曝露される場合は定常一様加熱の50-90%に表面温度上昇が緩和されること、また、この効果は火源・柱間に僅かでも間隔があると顕著になることを明らかにし、局部火災加熱の概念に基づく火災安全設計の有効性と計画指針を示した。...
【工学】土木工学：連続体力学 ／有限要素法を含む研究件
❏平滑化有限要素法による複雑形状を持つ微圧縮性材料に対する大変形解析技術の確立(16K17978)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 工学院, 助教 (20543747)
【キーワード】平滑化有限要素法 / 微圧縮性材料 / 大変形解析 / 四面体要素 / ロッキング (他13件)
【概要】ゴム・生体・成形樹脂などの微圧縮性材料は多くの場合大きな変形を伴う環境で使用される．材料の変形のコンピュータシミュレーションには有限要素法(FEM)と呼ばれる手法が一般に用いられるが，微圧縮大変形は解析が難しく，特に複雑形状を持つ物体の解析で精度と安定性を確保することは困難であることが知られている． 本研究では平滑化有限要素法(S-FEM)と呼ばれる新しい定式化手法を用いることにより，複雑形状の微...
❏構造力学と連続体力学を繋ぐメタモデリング理論の構築と有限要素法への応用(25600153)
【研究テーマ】計算科学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】堀 宗朗 東京大学, 地震研究所, 教授 (00219205)
【キーワード】連続体力学 / 構造力学 / 計算力学 / 有限要素法 / ラグランジュアン (他20件)
【概要】本研究は，建設産業の構造物を対象に，メタモデリング理論を構築し，ソリッド要素を使った有限要素法の優位性を示すことが目的である．連続体のラグランジュアンを利用し，代入する変位関数に制約を与えることで，多様なモデリング（数理問題）が導出されることを証明し，これをメタモデリング理論として確立した． モデリングに基づき，数値解析も多様なものが可能である．ラグランジュアンの正解を与える数値解析手法がソリッド...
【工学】土木工学：加速度センサー ／有限要素法を含む研究件
❏短結晶圧電素子を用いた新しい小型・高性能機構デバイスの研究(08305010)
【研究テーマ】電子デバイス・機器工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1996 - 1998
【研究代表者】中村 僖良 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00005365)
【キーワード】機構デバイス / 圧電アクチュエータ / 分極反転 / 圧電単結晶 / リレー (他11件)
【概要】本研究では、層状反転ドメインを利用した圧電アクチュエータを用いることにより、電磁コイル不要な超小形・高集積機構デバイスを実現することを目指し、そのアクチュエータ機構、電気接点現象、駆動方法、応用デバイス等の検討を行い、3年間の研究を通して以下の成果を得た。 1. LiNbO_3層状反転ドメインの形成並びにアクチュエータ素子製作技術の開発を行い、集積化が可能で、駆動電力が小さく、かつヒステリシスやク...
❏二重SOI構造による高温度用加速度センサ(06555102)
【研究テーマ】電子デバイス・機器工学
【研究種目】試験研究(B)
【研究期間】1994 - 1995
【研究代表者】石田 誠 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (30126924)
【キーワード】加速度センサ / 高温度用 / SOI構造 / Al_2O_3膜 / 有限要素法 (他7件)
【概要】本研究では、従来測定不可能であった200度以上の高温環境で加速度を測定するため、二重SOI構造とマイクロマシニング技術を用いて加速度センサを試作することを目的とする、そのため、はじめに加速度センサの基本構造となる二重SOI構造[Si/Al203/Si/Al203/Si構造]を製作するために現有のSi成長装置を超高真空対応に改良して成長条件を確立させた。また、シリコンをイオン注入する事によって従来エ...
【工学】土木工学：地震応答解析 ／有限要素法を含む研究件
❏地盤-都市系の連成地震応答解析手法の開発(17K14719)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】藤田 航平 東京大学, 地震研究所, 助教 (00744856)
【キーワード】有限要素法 / 地震応答解析 / 高性能計算 / 地盤-都市系連成地震応答解析 / メッシュ生成 (他7件)
【概要】本研究では，デジタル都市データから地盤と地下・地上構造物群の高詳細3次元有限要素法モデルを自動構築する手法，及び，近年の計算機アーキテクチャに適した高速な大規模有限要素地震応答解析手法を開発することで，地盤-都市系の詳細な連成地震応答解析を行った．地盤・地下街・地上構造物を含む一体モデルを超高分解能で解析することで，地下街による地盤内部の波動場が変化し，その影響で地表面応答が変化するなど，複雑な応...
❏地震動増幅特性の評価のための，地盤-地下構造物群の3次元連成応答解析手法の開発(15K18110)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤田 航平 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 特別研究員 (00744856)
【キーワード】地震応答解析 / 高性能計算 / 有限要素法 / 地下構造物 / メッシュ生成方法 (他6件)
【概要】地下構造物群の周りでは地震時に複雑な波動場が生じ，地表において局所的な地震動増幅が発生する可能性がある．本研究ではこのような増幅特性の評価のため，地盤-地下構造物群の詳細な3次元連成解析を行うための技術開発を行った．ここでは，デジタル都市データから地盤と地下構造物群の大規模3D有限要素モデルを高速・並列・ロバストに自動構築する方法，及び，京コンピュータ全系において高い性能の出る有限要素法プログラム...
❏大規模複雑構造物系の地震時挙動予測手法の高度化(20760300)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】市村 強 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20333833)
【キーワード】構造物の地震時挙動 / 階層型解析 / 有限要素法 / 断層-構造物系 / 地震応答解析 (他13件)
【概要】構造物の地震時挙動は断層構造物系(断層の破壊過程,地殻内波動伝播,地表付近での増幅,地盤と構造物の相互作用)に起因する地震動の時空間の分布に影響される.このような地震時挙動を高い精度・分解能で評価するため,階層型解析に基づく新しい解析手法を提案し,小規模問題を用いて数値検証を行った.しかしながら,断層構造物系の三次元モデルを構築し,その挙動を数値シミュレーションするためには膨大な計算資源が必要とさ...
【工学】土木工学：鉄筋コンクリート ／有限要素法を含む研究件
❏自己質量調整型仮想材料を組み込んだ非線形解析による配筋設計システムの考察(13555121)
【研究テーマ】土木材料・力学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】石田 哲也 (2002) 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60312972)
【キーワード】自己質量調整型仮想材料 / 動的非線形応答解析 / 配筋設計 / 接触面密度関数 / 有限要素法 (他12件)
【概要】(1)自己質量調整型仮想材料を動的非線形応答解析システムCOM3に組み込み,2次元および3次元応力下での鉄筋コンクリート部材・構造に適用した.特に開口部を有し,応力の流れか乱れる対象を選定し,鉄筋が安定して自動生成されることを確認した.さらに配筋設計システムで設計された部材を作成し,実験室内で載荷を行い,設計目標とした耐力を満足することを確認した.これらの成果は発電機器周りの配筋設計に実際に適用さ...
❏鉄筋腐食によるRC構造部材の耐力性能低下に関する研究(06402045)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】友澤 史紀 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50211404)
【キーワード】鉄筋の腐食 / ひびわれ / 降伏点 / 付着 / 有限要素解析 (他23件)
【概要】鉄筋の腐食程度とRC構造部材の耐力性能との関係を定量的に把握するとともに、炭素繊維シートによる補強工法の鉄筋が腐食したRC構造部材への適用について検討した結果をまとめると以下のようになる。 1、有限要素解析の結果、鉄筋の腐食形態によってかぶりコンクリートのひびわれ方向は異なり、局部的な腐食ほどひびわれ発生に必要な腐食量が大きくなることがわかった。 2、孔食及び全面均一腐食それぞれについて、鉄筋の力...
【工学】構造・機能材料：ヤング率 ／有限要素法を含む研究件
❏海綿骨を考慮した下顎骨のイメージベース・大規模マルチスケール動的解析(24593110)
【研究テーマ】矯正・小児系歯学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】中納 治久 昭和大学, 歯学部, 准教授 (80297035)
【キーワード】下顎骨 / 有限要素法 / 動的解析 / 皮質骨 / 海綿骨 (他9件)
【概要】近年、顎顔面領域では、歯科用コーンビームCTから得られた三次元形態とCT値を用いて静的有限要素解析が行われている。一方、咀嚼は荷重条件が時間とともに変化する非定常状態にあり動的解析が必要である。以上より本研究は、海綿骨を考慮した下顎骨のイメージベース・大規模マルチスケール動的解析の実現を計画した。 本研究の結果、下顎骨における海綿骨を考慮したイメージベース・大規模動的有限要素解析が可能となった。今...
❏国際規格対応の心臓代用弁多機能評価シュミレータの開発(06557073)
【研究テーマ】胸部外科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】梅津 光生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90132927)
【キーワード】心臓代用弁 / 加速耐久試験 / 耐久性 / Jellyfish弁 / クリープ (他15件)
【概要】本研究では,生体内における人工弁の耐久性を加速耐久試験においていかに再現するかを検討し,国際規格対応の信頼性の高い装置を開発することを目的とした.その第一歩としてJelly-Fish弁(以下JF弁)を用いて,装置性能を向上させるという方法を採用した.1994年度の動物実験において,約1年間の駆動後人工心臓のJF弁の膜にクリープ破断が生じた.そこで,その結果の再現に必要な加速耐久試験に要求される条件...
【工学】総合工学：生体力学 ／有限要素法を含む研究件
❏漏斗胸患者に対して、最適な手術計画を「オーダーメイド」するシステムの開発(15K01292)
【研究テーマ】生体医工学・生体材料学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション外科 / 先天変形 / 漏斗胸 / 有限要素法 (他14件)
【概要】胸郭の陥没を主徴とする先天性疾患である漏斗胸に対しては、金属バーを装着して陥没部分を挙上する手術が行われている。胸郭の形態は個体差が存在する。ゆえに良好な形態を得るためには単純にバーを装着するのみでは不十分であり、個々の胸郭の形態を観察しながら、一部の骨を離断したり、バーを装着する位置を変化したりする工夫が必要である。このように個々の患者の胸郭の特性にかんがみ、異なった手術計画をとる必要がある。そ...
❏イメージベース有限要素法による褥瘡発生のバイオメカニズム的病因の解明(23656092)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】高野 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10206782)
【キーワード】有限要素法 / モンテカルロ法 / 裾野確率 / サンプリング法 / 褥瘡 (他12件)
【概要】褥瘡の根本的な発生要因の解明は、介護・看護法の改善に重要な課題となっている。本研究では、臀部の骨－筋肉界面の線維組織の損傷に起因するとの仮説に立脚し、界面ひずみをイメージベース有限要素法により解析し、バイオメカニズム的病因を分析した。脂肪と筋肉の力学的物性値および分量、損傷部位とその大きさ、体位の違いの計7つのパラメータに不確かさを考慮したモンテカルロシミュレーションにおいて、高いひずみ値になるパ...
【工学】総合工学：熱伝達 ／有限要素法を含む研究件
❏電磁熱流体の有限要素解析スキームの開発と実用化技術に関する研究(05650176)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】電磁流体 / 熱流体 / 有限要素法 / GSMAC法 / Hybrid法 (他10件)
【概要】近年のエネルギー科学の基礎として、複雑容器内の電磁熱流体解析の果たす役割は年々大きくなっている。そして、電磁ポンプ、電磁流量計などの流体機器の開発、溶解金属の加熱、攪拌、あるいは核融合炉の伝熱問題に関連して磁場作用下の電磁熱流体に関する研究が古くから行われてきた。現在では超電導磁石、高性能電導磁石の著しい進歩により、電磁流体の熱流動現象の解明はプラズマ・核融合・液体金属流の分野で急務である。液体金...
❏熱移動をともなう乱流の解析に適した有限要素法のスキーム開発(03650158)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】有限要素法 / 乱流 / 熱流体 / LES / GSMAC法 (他13件)
【概要】各種機器内の流れ・伝熱現像を予測する手段として,数値計算が広く利用されている。ここで大きな問題となるのは,実際の工業機器が有する複雑な境界形状の取り扱いである。その解決策として,有限要素法は複雑な境界形状の取り扱いが容易であり,かつプリポスト処理を含めた統合的な流れ解析システムを構築しやすいため,工学的な計算手法としての重要性は大きい。しかし,有限要素法による非圧縮性流体の計算では,連続の式を満足...
【工学】総合工学：非ニュートン流体 ／有限要素法を含む研究件
❏磁場による磁性流体の自然対流の制御に関する研究(01550157)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1989 - 1990
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】磁性流体 / 自然対流 / 磁場制御 / 伝熱促進 / 数値解析 (他12件)
【概要】磁性流体の自然対流に関する実験および数値解析を行なった。実験は立方容器内,立方容器内に水平におかれた加熱円柱回りおよび二重円筒容器内の自然対流の温度分布が外部磁場によって,いかに制御されるかを調べた。壁面温度の可視化に液晶板を用いた結果,印加磁場が磁性流体の自然対流に及ぼす影響が容易に確認できた。また,立方容器内に満たされた磁性流体の自然対流の数値解析を行ない,その結果は定性的に実験結果と良好に一...
❏磁性流体の汎用流動解析プログラムの開発と実験的検討(61550137)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1986 - 1987
【研究代表者】安藤 常世 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50051082)
【キーワード】磁性流体 / 磁場 / 数値解析 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】見掛け上強い磁性を有する流体として磁性流体が開発され, その特性を生かした新しい応用開発研究が各方面で活発化している. それに呼応して流体工学の新分野としての磁性流体工学の研究領域が確立されようとしているが, その包含する研究領域は広範で複雑であるため, 磁性流体の流動現象を解明するには実験ならびに数値解析が不可欠となる. 最近のコンピュータ演算能力の飛躍的発達に伴い, 従来困難であった数値計算が...
【工学】総合工学：感度解析 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器の時空間電磁界現象を忠実に模擬した高速高精度設計最適化手法の開発(19K04357)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気特性測定 / 深層学習 / 感度解析 (他18件)
【概要】国内のエネルギーの半分以上が，モータに使用されている．本研究では，「1. モータの高出力化を主眼とした電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した革新的な設計最適化手法の構築」，さらには，「2.設計最適化手法で必要となるモータ鉄芯の磁気特性測定の高速化」を行った．1の研究では，三相交流回路で駆動される永久磁石同期電動機において，電磁界・電気回路の強連成，ロータの回転，鉄芯の磁気非線形性，定常状態にお...
❏革新的機械システムの創成を目指したリンク機構のトポロジー最適化法の開発(19K21916)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【研究代表者】山田 崇恭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598222)
【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)
【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...
【工学】総合工学：リニア誘導モーター ／有限要素法を含む研究件
❏有限要素法および境界要素法を用いた電気機器における電磁力解析手法の開発(06650338)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 有限要素・境界要素併用法 / リニアモータ / 磁極分割型同期モータ (他14件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な電磁力解析手法の開発を目的としている。解析手法としては,有限要素法,境界要素法,それに加えて我々が過去十数年近くにわたって研究開発を続けてきた有限要素・境界要素併用法を採用し,これらに関する基礎理論の研究と実機解析への応用を課題としてきた。基礎理論の検討としては,有限要素・境界要素併用法を運動する導体を含むモデルに適用し,解析精度の向...
❏磁界の強さを変数とする有限要素法と境界要素法の併用による三次元渦電流場の解析(03650240)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流場 / 三次元解析 / 辺要素 (他12件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な解析手法の開発を目指しており、特に、今まで長期にわたり担当者が研究開発してきた有限要素・境界要素併用法の三次元化と渦電流問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、要素分割数を減らし計算機容量を節約せざるをえないのが現状であり、解析精度を落とすことなく未知数の個数を減らす工夫が重要である。本研究の対象で...
【工学】総合工学：電気機器工学 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器の時空間電磁界現象を忠実に模擬した高速高精度設計最適化手法の開発(19K04357)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気特性測定 / 深層学習 / 感度解析 (他18件)
【概要】国内のエネルギーの半分以上が，モータに使用されている．本研究では，「1. モータの高出力化を主眼とした電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した革新的な設計最適化手法の構築」，さらには，「2.設計最適化手法で必要となるモータ鉄芯の磁気特性測定の高速化」を行った．1の研究では，三相交流回路で駆動される永久磁石同期電動機において，電磁界・電気回路の強連成，ロータの回転，鉄芯の磁気非線形性，定常状態にお...
❏電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した電気機器の革新的最適設計システムの構築(16K06240)
【研究テーマ】電力工学・電力変換・電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電気機器工学 / 電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気非線形性 / 磁気ヒステリシス (他16件)
【概要】実際の設計現場において，トポロジー最適化を導入するため，本研究課題では，主として，次の3つの項目：「（１）感度解析ベースのトポロジー最適化手法の高速化」，「（２）時間領域トポロジー最適化手法の開発」，「（３）磁気ヒステリシス特性測定装置の開発」に取り組み，それぞれの研究内容について，予定通り完了した． ...
【工学】総合工学：電磁界解析 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器省エネルギー設計への応用へ向けた高速高精度電磁界数値解析技術の実用化研究(20560280)
【研究テーマ】電力工学・電力変換･電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70257210)
【キーワード】電磁界解析 / 電気機器設計 / 有限要素法 / 均質化法 / 応答曲面法 (他7件)
【概要】近年、環境エネルギー問題への配慮から、電気機器においては損失低減による高効率化が強く要望されており、数値解析を活用しての設計技術の高度化が期待されている。このような背景のもと、本研究では、均質化法を用いた積層鉄心の磁界解析、応答曲面法による機器の最適化設計、無限辺要素を用いた開領域問題の解析などについて検討を行い、複雑形状を有する電気機器の省エネルギー設計のための実用的な数値解析手法の開発を行った...
❏有限要素法と境界要素法の併用による三次元うず電流場の解析(63550223)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1988 - 1990
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 堺界要素法 / 要磁界解析 / 三次元場 / うず電流 (他11件)
【概要】本研究では電気機器設計に対する応用を前提とした、有限要素法と境界要素法の併用手法の三次元化とうず電流問題への拡張を目的としてる。電磁界を数値解析するにあたり、場を記述する物理量としてどのような変数を採用するかで処理の難易や解析精度は影響を受ける。本研究では電磁場解析に際し、考察物理量として磁気ベクトルポテンシャルAと電気スカラポテンシャルφを用いるAーφ法、および磁界の強さHと磁気スカラポテンシャ...
【工学】総合工学：制御 ／有限要素法を含む研究件
❏大振幅振動する新幹線高架橋PRC桁の多点長期モニタリングとTMDによる振動制御(16H06097)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】水谷 司 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10636632)
【キーワード】新幹線PRC桁 / 大振幅振動 / 制御 / MTMD / 最適化 (他23件)
【概要】国内のあるエリアの新幹線高架橋PRC（プレストレストRC）桁において車両通過時に設計時の想定を上回る大振幅振動が確認された．本研究ではこの大振幅振動メカニズムの解明および実橋梁のモニタリングによる構造特性の把握およびその振動制御対策について計測と解析を通して具体的に提案することを目的とした．既存の対策案では大規模で高コストの補強工事が必要であるため，今回安価かつコンパクトなTMDを使った振動制御技...
❏構造系と制御系の同時最適設計方法による光サーボ系の開発(03452139)
【研究テーマ】機械力学・制御工学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】長松 昭男 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016640)
【キーワード】振動 / 制御 / 最適設計 / 光サーボ / モード解析 (他8件)
【概要】光サーボ系の高性能化を図るために、構造系と制御系の同時最適化方法の開発を目的として研究を行い、以下の成果を得た。 制御性の考慮した構造系の最適設計法を提案した。ここでは、振動の節により作り出される不可制御性、および不可観測性を積極的に利用することにより、制御性に優れた構造系を設計できることを示し、著者らが提案した共振点消去理論によりこの最適化を実現する方法を示した。そして、新しい一体整形型の光ピッ...
【工学】総合工学：根-土接触面 ／有限要素法を含む研究件
❏3次元動的植物体-地盤連成解析手法の開発ー植物に学ぶレジリエント農業水利施設へー(22K14964)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2022-04-01 - 2026-03-31
【研究代表者】友部 遼 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90880005)
【キーワード】根-土接触面 / 有限要素法 / 数値計算 / 農業水理施設
【概要】
❏水-土-根成長練成有限要素法による農業水利施設の植生-地盤相互作用解析(20K22599)
【研究テーマ】
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2020-09-11 - 2022-03-31
【研究代表者】友部 遼 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90880005)
【キーワード】有限要素法 / 接触力学 / 不飽和土 / 成長 / 植物力学 (他8件)
【概要】植物根は自然斜面や人工斜面において，土粒子を網のような構造で保持しており，結果として斜面の安定化に寄与している．一方で，植物根は荒れ地や農用地では硬い耕盤を破砕したり，土を膨軟にすることもある．両者は植物根の土に対する正/負の補強効果といえるが，その補強効果を見積もり，利用するためには，植物根が成長し土に貫入する過程を力学的に予測・評価する必要がある．本研究を通じて，様々な土壌水分，初期応力分布，...
【工学】総合工学：農業水理施設 ／有限要素法を含む研究件
❏3次元動的植物体-地盤連成解析手法の開発ー植物に学ぶレジリエント農業水利施設へー(22K14964)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2022-04-01 - 2026-03-31
【研究代表者】友部 遼 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90880005)
【キーワード】根-土接触面 / 有限要素法 / 数値計算 / 農業水理施設
【概要】
❏水-土-根成長練成有限要素法による農業水利施設の植生-地盤相互作用解析(20K22599)
【研究テーマ】
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2020-09-11 - 2022-03-31
【研究代表者】友部 遼 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90880005)
【キーワード】有限要素法 / 接触力学 / 不飽和土 / 成長 / 植物力学 (他8件)
【概要】植物根は自然斜面や人工斜面において，土粒子を網のような構造で保持しており，結果として斜面の安定化に寄与している．一方で，植物根は荒れ地や農用地では硬い耕盤を破砕したり，土を膨軟にすることもある．両者は植物根の土に対する正/負の補強効果といえるが，その補強効果を見積もり，利用するためには，植物根が成長し土に貫入する過程を力学的に予測・評価する必要がある．本研究を通じて，様々な土壌水分，初期応力分布，...
【工学】総合工学：クリープ ／有限要素法を含む研究件
❏国際規格対応の心臓代用弁多機能評価シュミレータの開発(06557073)
【研究テーマ】胸部外科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】梅津 光生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90132927)
【キーワード】心臓代用弁 / 加速耐久試験 / 耐久性 / Jellyfish弁 / クリープ (他15件)
【概要】本研究では,生体内における人工弁の耐久性を加速耐久試験においていかに再現するかを検討し,国際規格対応の信頼性の高い装置を開発することを目的とした.その第一歩としてJelly-Fish弁(以下JF弁)を用いて,装置性能を向上させるという方法を採用した.1994年度の動物実験において,約1年間の駆動後人工心臓のJF弁の膜にクリープ破断が生じた.そこで,その結果の再現に必要な加速耐久試験に要求される条件...
❏鉄筋コンクリ-トの一般化数値解析法(01420034)
【研究テーマ】コンクリート工学・土木材料・施工
【研究種目】一般研究(A)
【研究期間】1989 - 1990
【研究代表者】岡村 甫 東京大学, 工学部, 教授 (30010664)
【キーワード】復元力特性, / 動的解析, / 時間依存性, / 経路依存性, / 応力伝達モデル (他18件)
【概要】本研究では、正負繰り返し載荷を受けるコンクリ-ト部材一般の復元力特性,すなわち変形ならびに靭性を精度良く求める一般的な数値解析法を確立することを目的とし,特に,繰り返し載荷による破壊の進展,載荷の持続による変形の進行に着目して,実験ならびに解析を行った。以下に,本研究で得られた結果を纏める。 1.載荷の繰り返しによる破壊の進展 ひびわれ面に沿う応力伝達に関する構成則における繰り返し載荷の影響を実験...
【工学】総合工学：磁性流体 ／有限要素法を含む研究件
❏磁場による磁性流体の自然対流の制御に関する研究(01550157)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1989 - 1990
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】磁性流体 / 自然対流 / 磁場制御 / 伝熱促進 / 数値解析 (他12件)
【概要】磁性流体の自然対流に関する実験および数値解析を行なった。実験は立方容器内,立方容器内に水平におかれた加熱円柱回りおよび二重円筒容器内の自然対流の温度分布が外部磁場によって,いかに制御されるかを調べた。壁面温度の可視化に液晶板を用いた結果,印加磁場が磁性流体の自然対流に及ぼす影響が容易に確認できた。また,立方容器内に満たされた磁性流体の自然対流の数値解析を行ない,その結果は定性的に実験結果と良好に一...
❏磁性流体の汎用流動解析プログラムの開発と実験的検討(61550137)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1986 - 1987
【研究代表者】安藤 常世 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50051082)
【キーワード】磁性流体 / 磁場 / 数値解析 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】見掛け上強い磁性を有する流体として磁性流体が開発され, その特性を生かした新しい応用開発研究が各方面で活発化している. それに呼応して流体工学の新分野としての磁性流体工学の研究領域が確立されようとしているが, その包含する研究領域は広範で複雑であるため, 磁性流体の流動現象を解明するには実験ならびに数値解析が不可欠となる. 最近のコンピュータ演算能力の飛躍的発達に伴い, 従来困難であった数値計算が...
【工学】総合工学：構成方程式 ／有限要素法を含む研究件
❏壁面乱流の知的能動制御に用いるマイクロ・アクチュエータに関する研究(10750141)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】鈴木 雄二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80222066)
【キーワード】電歪ポリマー / 座屈 / 構成方程式 / 有限要素法 / マイクロ熱膜センサ (他9件)
【概要】壁面に沿うせん断乱流は,工学・工業上において極めて重要な現象であり,資源問題や環境問題が表面化した現在において,それらを人為的に制御することは機器の高性能化,高効率化,小型化等を図るための大きな技術的課題である.本研究では,壁面乱流のアクティブ制御に用いるマイクロ・アクチュエータの基本構造を開発し,壁乱流の準秩序構造をセンシングしながら多数のアクチュエータを適切な位相で動作させて制御を行い,制御成...
❏磁場による磁性流体の自然対流の制御に関する研究(01550157)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1989 - 1990
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】磁性流体 / 自然対流 / 磁場制御 / 伝熱促進 / 数値解析 (他12件)
【概要】磁性流体の自然対流に関する実験および数値解析を行なった。実験は立方容器内,立方容器内に水平におかれた加熱円柱回りおよび二重円筒容器内の自然対流の温度分布が外部磁場によって,いかに制御されるかを調べた。壁面温度の可視化に液晶板を用いた結果,印加磁場が磁性流体の自然対流に及ぼす影響が容易に確認できた。また,立方容器内に満たされた磁性流体の自然対流の数値解析を行ない,その結果は定性的に実験結果と良好に一...
❏磁性流体の汎用流動解析プログラムの開発と実験的検討(61550137)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1986 - 1987
【研究代表者】安藤 常世 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50051082)
【キーワード】磁性流体 / 磁場 / 数値解析 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】見掛け上強い磁性を有する流体として磁性流体が開発され, その特性を生かした新しい応用開発研究が各方面で活発化している. それに呼応して流体工学の新分野としての磁性流体工学の研究領域が確立されようとしているが, その包含する研究領域は広範で複雑であるため, 磁性流体の流動現象を解明するには実験ならびに数値解析が不可欠となる. 最近のコンピュータ演算能力の飛躍的発達に伴い, 従来困難であった数値計算が...
【工学】総合工学：トポロジー最適化 ／有限要素法を含む研究件
❏中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野(0)
【研究テーマ】2019
【研究種目】トポロジー最適化
【研究期間】一般化連続体力学
【研究代表者】数理モデル
【キーワード】感度解析
【概要】本研究では，金属積層造形における熱変形や積層可能な角度の制限など，造形時に発生する課題を設計段階で考慮可能な高速最適設計法の構築を目的としている． 本年度は造形過程で発生する不均一な熱変形，残留応力の要因となる熱散逸に着目し，造形時の熱散逸を考慮したトポロジー最適化法の構築に取り組んだ． はじめに，造形時の熱履歴を表す数理モデルを非定常熱伝導方程式に基づいて定式化し，有限要素法に基づく数値解析アル...
❏電気機器の時空間電磁界現象を忠実に模擬した高速高精度設計最適化手法の開発(19K04357)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気特性測定 / 深層学習 / 感度解析 (他18件)
【概要】国内のエネルギーの半分以上が，モータに使用されている．本研究では，「1. モータの高出力化を主眼とした電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した革新的な設計最適化手法の構築」，さらには，「2.設計最適化手法で必要となるモータ鉄芯の磁気特性測定の高速化」を行った．1の研究では，三相交流回路で駆動される永久磁石同期電動機において，電磁界・電気回路の強連成，ロータの回転，鉄芯の磁気非線形性，定常状態にお...
❏革新的機械システムの創成を目指したリンク機構のトポロジー最適化法の開発(19K21916)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【研究代表者】山田 崇恭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598222)
【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)
【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...
【工学】総合工学：メッシュフリー法 ／有限要素法を含む研究件
❏熱ナノインプリント樹脂大変形のメッシュフリー解析手法の開発とプロセス最適化(22760095)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】ナノ・マイクロ加工 / 熱ナノインプリント / メッシュフリー法 / 増分形陰的釣合方程式 / 有限要素法 (他15件)
【概要】浮動応力点メッシュフリー法の開発,および増分形陰的釣合方程式に基づく有限要素メッシュリゾーニング法の開発を行った.両方法共に加熱された樹脂やガラスなど柔らかい材料の大変形解析に対して精度と安定性を兼ね備えたこれまでにない解析方法である.これらの成果は熱ナノインプリント等の大変形を伴う加工プロセスの数値最適化に対する有効な手段になるものと期待される. ...
❏2重スケール・オーバレイ・メッシュフリー粒子法による高精度構造/流体連成解析(17360043)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】野口 裕久 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70218303)
【キーワード】メッシュフリー法 / 粒子法 / MPS法 / SPH法 / 流体 (他12件)
【概要】今日のソフト,ハードの両面から発展した計算科学技術をもってしても,構造/流体双方のトポロジーが変化するまでの大変形が生じる連成問題は従来のメッシュや格子を要する有限要素法や差分法では解析が不可能であることは広く知られている,一方でこれらの欠点を補うために,構造,流体それぞれの分野でメッシュフリー法や粒子法と呼ばれる手法が開発され精度の向上がはかられているが,両者にまたがる境界領域では,流体用に開発...
【工学】総合工学：大変形 ／有限要素法を含む研究件
❏陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発(25630007)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】大変形解析 / 有限要素法 / 四面体要素 / メッシュリゾーニング / 平滑化有限要素法 (他8件)
【概要】四面体要素分割を用いて大変形問題を高精度に解析可能な新しい有限要素解析シミュレータを開発した．新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み，既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した．四面体要素を用いているが故，工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる．加えて，四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより，ゴム...
❏熱ナノインプリント樹脂大変形のメッシュフリー解析手法の開発とプロセス最適化(22760095)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】ナノ・マイクロ加工 / 熱ナノインプリント / メッシュフリー法 / 増分形陰的釣合方程式 / 有限要素法 (他15件)
【概要】浮動応力点メッシュフリー法の開発,および増分形陰的釣合方程式に基づく有限要素メッシュリゾーニング法の開発を行った.両方法共に加熱された樹脂やガラスなど柔らかい材料の大変形解析に対して精度と安定性を兼ね備えたこれまでにない解析方法である.これらの成果は熱ナノインプリント等の大変形を伴う加工プロセスの数値最適化に対する有効な手段になるものと期待される. ...
❏ビス止め湾曲重ね板構造の強度計算方法の確立(13460073)
【研究テーマ】林産学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】太田 正光 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (20126006)
【キーワード】薄板 / ビス止め構造 / 湾曲重ね板構造 / シェル構造 / 幾何学的非線形性 (他9件)
【概要】厚さ2〜3cm,幅10〜20cm程度の長尺板材を構成要素として、複数枚重ねてビス止めしてえられる湾曲シェル構造は、少ない費用で大きな面積をカバーすることのできる優れた構法であるが、その強度性能の発現機構には不明な点も多い。本研究では、模型実験と数値解析的手法で、本構造の強度性状ならびに変形挙動を解析した。 模型実験では、長さ200〜450cm、厚さ2〜3mmのスプルース材長尺薄板を湾曲させ、スパン...
【工学】総合工学：均質化法 ／有限要素法を含む研究件
❏電気機器省エネルギー設計への応用へ向けた高速高精度電磁界数値解析技術の実用化研究(20560280)
【研究テーマ】電力工学・電力変換･電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70257210)
【キーワード】電磁界解析 / 電気機器設計 / 有限要素法 / 均質化法 / 応答曲面法 (他7件)
【概要】近年、環境エネルギー問題への配慮から、電気機器においては損失低減による高効率化が強く要望されており、数値解析を活用しての設計技術の高度化が期待されている。このような背景のもと、本研究では、均質化法を用いた積層鉄心の磁界解析、応答曲面法による機器の最適化設計、無限辺要素を用いた開領域問題の解析などについて検討を行い、複雑形状を有する電気機器の省エネルギー設計のための実用的な数値解析手法の開発を行った...
❏イメージベースト重合メッシュ法による不均質体のノンローカル応力解析とその検証(14350058)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】高野 直樹 立命館大学, 理工学部, 教授 (10206782)
【キーワード】イメージベース手法 / 重合メッシュ法 / マルチスケール法 / 有限要素法 / モルフォロジー (他10件)
【概要】独自の重合メッシュ法(mesh superposition method)を用い、実際の不均質材料の3次元ミクロ構造モデリングを高分解能X線CTを用いるイメージベース手法により行う新たな「イメージベースト重合メッシュ法」を提案した。この手法は、これまでのマルチスケール法で取り扱うことが不可能であった継手界面や、局部的に集中して現れる塑性域、損傷域の考慮、ひずみ勾配を考慮した問題などのノンローカル問...
❏均質化手法を用いた船体の縦強度の全船動的有限要素解析(05750820)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】鈴木 克幸 東京大学, 工学部, 講師 (10235939)
【キーワード】有限要素法 / 均質化法 / ティモシェンコ梁 / 動的解析
【概要】船体の構造解析に対し、一つのブロックを単位セルとした1次元方向への周期構造物とみなすことによって均質化手法を適用した。ティモシェンコ梁の基礎方程式に対して均質化手法の式を導き、特性関数の満足すべき弱形式を導いた。これは、従来の有限要素解析に適当な境界条件と体積力の項を付加することによって行うことができる。簡単な船体のモデルに対して、この特性方程式を解き、等価な曲げ定数、剪断定数を求めることができた...
【工学】総合工学：不確定性 ／有限要素法を含む研究件
❏生体の不確定性を取り扱う非線形確率有限要素法の開発(15K17932)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】波田野 明日可 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20707202)
【キーワード】流体構造連成解析 / 流体構造連成 / 医用画像 / 確率有限要素法 / 血管 (他10件)
【概要】流体構造連成解析を狭窄柔軟管の拍動流について実現した。狭窄管実験の文献値との比較および、分岐狭窄柔軟ファントム拍動流実験とそれを模擬した解析との比較より，一致を確認し解析の妥当性を確認した．狭窄率80%と95%とで血液の粘性を用いて解析を行い，漸増する造影剤に見立てたパーティクルトレース解析を行った．80%狭窄では軸対称な流れにより再現性のある密度分布となる一方で95%狭窄では噴流の方向が変化する...
❏次世代宇宙ゴサマー構造のための設計探査法に関する研究(22760623)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】不確定性 / 宇宙工学 / 宇宙構造物 / 設計工学 / 設計支援 (他9件)
【概要】宇宙システムの概念設計の段階で，不確定性や制御系との連成を考慮して，設計者のために設計空間を可視化し，迅速な設計トレードオフ評価を補助するツールがあれば，性能･信頼性の高い宇宙膜・ケーブル構造（ゴサマー構造）システムの実現に貢献する．本研究では幾何学的非線形有限要素法を主に用い，そのような設計支援ツールの開発を目指した．具体的には以下の3つの例について，設計空間の可視化を可能にした．すなわち，(1...
❏スペクトル確率有限要素/境界要素法による動的解析手法の開発(15760348)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248)
【キーワード】不確定性 / 境界要素法 / 有限要素法 / スペクトル
【概要】本研究では,構造物の地震応答解析等の動的解析において,種々のパラメタの不確実性による影響を効率よく評価する数値解析手法を開発することを目的として,以下の成果を得た. (1)スペクトル確率有限要素法の連続体の非線形動的問題への適用を図った.具体的には,線形系,超弾性系,および,バイリニア降伏特性等を有する系を対象として,理論的な検討に基づき,適用範囲などの整理及び定式化を行った. (2)非線形問題の...
【工学】総合工学：LES ／有限要素法を含む研究件
❏境界適合格子を用いた乱流LESにおけるダイナミックSGSモデルの定式化と数値検証(08650188)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1996
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
【キーワード】ダイナミックSGSモデル / LES / 有限差分法 / 有限要素法 / 適界適合格子 (他8件)
【概要】計算機性能の向上により、乱流直接解析の可能性が開かれたものの適用範囲はごく限られており、直接解析の適用できない複雑な乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が注目されている。LESでは、乱流の主要な変動は直接計算し、計算格子より小スケール運動のみをモデル(SGSモデルと呼ばれる)化するため、統計平均モデルに比べて近似の影響は小さいと考えられている。従来まで、Smagorin...
❏熱移動をともなう乱流の解析に適した有限要素法のスキーム開発(03650158)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】有限要素法 / 乱流 / 熱流体 / LES / GSMAC法 (他13件)
【概要】各種機器内の流れ・伝熱現像を予測する手段として,数値計算が広く利用されている。ここで大きな問題となるのは,実際の工業機器が有する複雑な境界形状の取り扱いである。その解決策として,有限要素法は複雑な境界形状の取り扱いが容易であり,かつプリポスト処理を含めた統合的な流れ解析システムを構築しやすいため,工学的な計算手法としての重要性は大きい。しかし,有限要素法による非圧縮性流体の計算では,連続の式を満足...
【工学】総合工学：高張力鋼 ／有限要素法を含む研究件
❏革新的構造/材料アレスト設計を可能とする破壊力学モデル開発(17H01354)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】粟飯原 周二 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 名誉教授 (10373599)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 信頼性設計 / 有限要素法 / き裂伝播 (他15件)
【概要】海上物流量の増大に伴い、1万個を超えるコンテナを輸送する大型船舶が建造されるようになったが、船体の安全性を確保するための脆性き裂伝播を抑制する技術が未完成である。本研究はこれを解決するもので、1000m/sを超える速度で高速伝播する脆性き裂の挙動を実験と数値シミュレーションによって解明することを試みた。従来の破壊力学では説明ができなかった1m以上の長大き裂におけるき裂伝播／停止挙動を説明することが...
❏局部座屈及び延性破壊の相互効果で決定づけられる高張力鋼梁の塑性変形能力評価(08750681)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1996
【研究代表者】五十嵐 規矩夫 東京工業大学, 工学部・建築学科, 助教授 (40242292)
【キーワード】梁 / 塑性変形能力 / 延性破壊 / 局部座屈 / 高張力鋼 (他6件)
【概要】本研究は,梁の最大耐力決定要因として圧縮フランジの局部座屈と,引張フランジの延性破壊の両方を対象とし,梁の塑性変形能力がこれらの要因の相互効果により決定されるものとして捉えた。ここでは降伏比の高い高張力鋼を用いた梁を対象として,各板要素の幅厚比、材長を変数とし,実験を通してこれらの要因が梁の崩壊性状に与える基本的な影響を確認した。 具体的には,梁の塑性変形能力を高める上で構成板要素の幅厚比を小さく...
【工学】総合工学：シミュレーション工学 ／有限要素法を含む研究件
❏電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した電気機器の革新的最適設計システムの構築(16K06240)
【研究テーマ】電力工学・電力変換・電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電気機器工学 / 電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気非線形性 / 磁気ヒステリシス (他16件)
【概要】実際の設計現場において，トポロジー最適化を導入するため，本研究課題では，主として，次の3つの項目：「（１）感度解析ベースのトポロジー最適化手法の高速化」，「（２）時間領域トポロジー最適化手法の開発」，「（３）磁気ヒステリシス特性測定装置の開発」に取り組み，それぞれの研究内容について，予定通り完了した． ...
❏有限体積法の数学的基盤理論の確立(23340023)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 数理(科)学研究科(研究院), 准教授 (00334706)
【キーワード】数値解析 / 数理モデル / 有限体積法 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...
❏超電導-金属膜積層構造の高度設計に基づく抵抗型限流素子の高電力密度化に関する研究(19360126)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】大崎 博之 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (10203754)
【キーワード】超電導 / 電力工学 / 電磁現象 / シミュレーション / 限流器 (他13件)
【概要】電力系統に短絡事故等が発生したときに流れる過大な電流を瞬時に抑制する装置である限流器として,高温超電導薄膜を用いて,超電導から常電導への転移にともなう電気抵抗発生を利用した抵抗型の限流器の研究を行った。電磁界・熱伝導場・電気回路の連成現象解析用数値解析ツールを開発し,超電導薄膜と金属保護膜のパターニングや厚さ等,および超電導特性の不均一性が限流特性に与える影響について明らかにした。 ...
【工学】総合工学：弾塑性解析 ／有限要素法を含む研究件
❏4000m水深科学掘削用CFRP製ライザー管の引張・疲労強度に関する研究(19560803)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】渡辺 喜保 東海大学, 海洋学部, 教授 (20384935)
【キーワード】ライザー管 / CFRP / 継手構造 / 4000m水深 / 科学掘削 (他10件)
【概要】平成17~18年度の科学研究費補助金を得て開発して来たCFRP製ライザー管について、模型の疲労実験を実施し、続いて時刻歴応答解析によるCFRP製ライザー管が受ける動的荷重および弾塑性解析により破壊のプロセスと破断荷重を検討した。さらに、これまでの結果を4000m水深科学掘削用CFRP製ライザー管の設計の考え方としてまとめた。 ...
❏フリーメッシュ法による発展型CAE基盤ソフトウェアの開発(13355005)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2001 - 2003
【研究代表者】関東 康祐 豊橋技術科学大学, 機械システム工学系(工学部), 助教授 (60177764)
【キーワード】フリーメッシュ法 / 有限要素法 / オブジェクト指向 / 3次元解析 / 構造解析 (他16件)
【概要】本研究では、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発し、これをフリーソフトとして公開した。本ソフトの機能は,構造解析機能および,独自のプレーポスト機能を有するほか,スペインカタルニア工科大学の国際計算工学センターで開発されたプレーポストプロセッサであるGiDとの接続機能を持つ。本研究で得られた成果は以下のようにまとめられる。 ・機...
【工学】総合工学：粒子法(SPH法) ／有限要素法を含む研究件
❏ゴム材料の力学的誘電率変化を利用した高機能電磁場デバイスのトポロジー最適化(23656069)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2011 - 2013
【研究代表者】西脇 眞二 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10346041)
【キーワード】構造最適化 / トポロジー最適化 / 電磁波デバイス / エラストマー / 有限要素法 (他7件)
【概要】本研究では，高誘電性エラストマーの誘電率の変化を利用した高機能な電磁波デバイスの構造創成設計の開発を目的に，力学的な変形による電磁波特性の変化を考慮可能な新しいトポロジー最適化の方法論の構築を行った．すなわち，まずエラストマーの力学的な変形を評価可能とするため，粒子法に基づき幾何学的非線形性を考慮可能なレベルセット法によるトポロジー最適化の方法を構築した．他方，エラストマーの電磁波特性の解析方法に...
❏2重スケール・オーバレイ・メッシュフリー粒子法による高精度構造/流体連成解析(17360043)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】野口 裕久 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70218303)
【キーワード】メッシュフリー法 / 粒子法 / MPS法 / SPH法 / 流体 (他12件)
【概要】今日のソフト,ハードの両面から発展した計算科学技術をもってしても,構造/流体双方のトポロジーが変化するまでの大変形が生じる連成問題は従来のメッシュや格子を要する有限要素法や差分法では解析が不可能であることは広く知られている,一方でこれらの欠点を補うために,構造,流体それぞれの分野でメッシュフリー法や粒子法と呼ばれる手法が開発され精度の向上がはかられているが,両者にまたがる境界領域では,流体用に開発...
【工学】総合工学：アレスト ／有限要素法を含む研究件
❏大規模構造体の脆性亀裂停止性能評価の一般化：破壊力学モデルと合理的試験体系の確立(18H03811)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 高速亀裂伝播 / アレスト / 有限要素法 (他8件)
【概要】本研究では、大型構造物における脆性亀裂伝播停止性能評価の一般化に向けた研究として、(1) 継手等の複雑な構造因子が亀裂伝播に与える影響の解明、(2) 局所限界破壊応力理論を実装した数値解析手法の開発、を行った。構造不連続を含む継手構造に対し、高速度カメラ計測拡張有限要素法による数値解析を行った結果、構造因子によるアレスト性能向上効果が極めて高いことが明らかとなった。さらに、実用性の高い構造設計手法...
❏革新的構造/材料アレスト設計を可能とする破壊力学モデル開発(17H01354)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】粟飯原 周二 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 名誉教授 (10373599)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 信頼性設計 / 有限要素法 / き裂伝播 (他15件)
【概要】海上物流量の増大に伴い、1万個を超えるコンテナを輸送する大型船舶が建造されるようになったが、船体の安全性を確保するための脆性き裂伝播を抑制する技術が未完成である。本研究はこれを解決するもので、1000m/sを超える速度で高速伝播する脆性き裂の挙動を実験と数値シミュレーションによって解明することを試みた。従来の破壊力学では説明ができなかった1m以上の長大き裂におけるき裂伝播／停止挙動を説明することが...
【工学】総合工学：複合材料 ／有限要素法を含む研究件
❏界面制御による超低熱膨張ポリイミド／Zr2WP2O12の作製(25820342)
【研究テーマ】複合材料・表界面工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】磯部 敏宏 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20518287)
【キーワード】負熱膨張材料 / 複合材料 / 合成 / 負の熱膨張 / 水熱合成 (他10件)
【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...
❏ジュール発熱の熱変形を利用した自己損傷検知複合材料構造(21560079)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】轟 章 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50211397)
【キーワード】破壊 / 複合材料 / CFRP / 層間はく離 / 電気抵抗 (他12件)
【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...
【工学】総合工学：脆性破壊 ／有限要素法を含む研究件
❏大規模構造体の脆性亀裂停止性能評価の一般化：破壊力学モデルと合理的試験体系の確立(18H03811)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 高速亀裂伝播 / アレスト / 有限要素法 (他8件)
【概要】本研究では、大型構造物における脆性亀裂伝播停止性能評価の一般化に向けた研究として、(1) 継手等の複雑な構造因子が亀裂伝播に与える影響の解明、(2) 局所限界破壊応力理論を実装した数値解析手法の開発、を行った。構造不連続を含む継手構造に対し、高速度カメラ計測拡張有限要素法による数値解析を行った結果、構造因子によるアレスト性能向上効果が極めて高いことが明らかとなった。さらに、実用性の高い構造設計手法...
❏革新的構造/材料アレスト設計を可能とする破壊力学モデル開発(17H01354)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】粟飯原 周二 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 名誉教授 (10373599)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 信頼性設計 / 有限要素法 / き裂伝播 (他15件)
【概要】海上物流量の増大に伴い、1万個を超えるコンテナを輸送する大型船舶が建造されるようになったが、船体の安全性を確保するための脆性き裂伝播を抑制する技術が未完成である。本研究はこれを解決するもので、1000m/sを超える速度で高速伝播する脆性き裂の挙動を実験と数値シミュレーションによって解明することを試みた。従来の破壊力学では説明ができなかった1m以上の長大き裂におけるき裂伝播／停止挙動を説明することが...
【工学】総合工学：最適設計 ／有限要素法を含む研究件
❏積層造形における製造要件を考慮した一気通貫型の高速最適設計法の構築(21K03826)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】三木 隆生 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (80806753)
【キーワード】トポロジー最適化 / 構造最適化 / 最適設計 / 金属積層造形 / Additive Manufacturing (他9件)
【概要】本研究では，金属積層造形における熱変形や積層可能な角度の制限など，造形時に発生する課題を設計段階で考慮可能な高速最適設計法の構築を目的としている． 本年度は造形過程で発生する不均一な熱変形，残留応力の要因となる熱散逸に着目し，造形時の熱散逸を考慮したトポロジー最適化法の構築に取り組んだ． はじめに，造形時の熱履歴を表す数理モデルを非定常熱伝導方程式に基づいて定式化し，有限要素法に基づく数値解析アル...
❏革新的機械システムの創成を目指したリンク機構のトポロジー最適化法の開発(19K21916)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【研究代表者】山田 崇恭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598222)
【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)
【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...
❏電磁界数値解析と数理計画法との併用による電気機器の最適設計法の開発(09750328)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (70257210)
【キーワード】磁気シールド / MRI / 電磁界数値解析 / 有限要素法 / 境界要素法 (他10件)
【概要】本研究課題では,機器設計の期間および費用の削減・高精度化・信頼性向上などを目指し,電気機器の高精度な最適設計を実現しうる強力な数値解法の開発を目的としている。具体的には,電磁現象に対する有力な数値計算法として広く用いられている有限要素法や境界要素法またはこれらの併用手法に対し,更に数理計画法や様々な最適化手法を組み入れ,各種電気機器の問題特性に適した設計方法を確立していく。特に本年度は,最適化手法...
【工学】総合工学：計算力学 ／有限要素法を含む研究件
❏革新的機械システムの創成を目指したリンク機構のトポロジー最適化法の開発(19K21916)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【研究代表者】山田 崇恭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598222)
【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)
【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...
❏構造力学と連続体力学を繋ぐメタモデリング理論の構築と有限要素法への応用(25600153)
【研究テーマ】計算科学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】堀 宗朗 東京大学, 地震研究所, 教授 (00219205)
【キーワード】連続体力学 / 構造力学 / 計算力学 / 有限要素法 / ラグランジュアン (他20件)
【概要】本研究は，建設産業の構造物を対象に，メタモデリング理論を構築し，ソリッド要素を使った有限要素法の優位性を示すことが目的である．連続体のラグランジュアンを利用し，代入する変位関数に制約を与えることで，多様なモデリング（数理問題）が導出されることを証明し，これをメタモデリング理論として確立した． モデリングに基づき，数値解析も多様なものが可能である．ラグランジュアンの正解を与える数値解析手法がソリッド...
❏2重スケール・オーバレイ・メッシュフリー粒子法による高精度構造/流体連成解析(17360043)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】野口 裕久 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70218303)
【キーワード】メッシュフリー法 / 粒子法 / MPS法 / SPH法 / 流体 (他12件)
【概要】今日のソフト,ハードの両面から発展した計算科学技術をもってしても,構造/流体双方のトポロジーが変化するまでの大変形が生じる連成問題は従来のメッシュや格子を要する有限要素法や差分法では解析が不可能であることは広く知られている,一方でこれらの欠点を補うために,構造,流体それぞれの分野でメッシュフリー法や粒子法と呼ばれる手法が開発され精度の向上がはかられているが,両者にまたがる境界領域では,流体用に開発...
【工学】総合工学：船体構造 ／有限要素法を含む研究件
❏船体構造と騒音伝達経路の関係の解明と騒音レベルを低減する構造の創生に関する研究(16H04603)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】北村 充 広島大学, 工学研究科, 教授 (40195293)
【キーワード】船体構造 / 高周波振動 / 有限要素法 / 面内振動・面外振動 / 中空ラティス構造 (他18件)
【概要】大骨と小骨が接合された板組構造という船体構造の特徴を理解・利用して，要求される騒音レベルの解析に必要な振動モードを少ない要素数で近似できる新しい有限要素を開発した．従来の計算量では得ることができない高次な振動モードを精度よく求めることが可能となった．船内騒音レベルを低減する中空ラティス構造の創生と吸音材の配置による静音効果を検討した．船内騒音レベルを低減する構造の特徴を明らかにするとともに，トポロ...
❏タンカーの衝突・座礁による海洋環境汚染リスク評価手法の開発(11555257)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
【キーワード】タンカー事故 / 海洋環境 / 衝突 / 座礁 / 緩衝型船首構造 (他16件)
【概要】1989年のアラスカ沖のエクソンバルデス号の座礁事故後、相次ぎ発生するタンカーからの油流出事故は、海洋環境に甚大な影響を与えるとともにその対策の必要性を強く認識させた。タンカーの構造に対しても、国際海事機関(IMO)において二重殻またはそれと同等な効果を持つことが義務づけられた。しかし、その後もタンカーからの油流出事故は引き続き起こっている。96年2月にはシーエンプレス号がイギリスで座礁事故を起こ...
❏マルチグリッド法による高精度船体構造ズーミング手法の研究(10555337)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】鈴木 克幸 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (10235939)
【キーワード】マルチグリッド法 / 重合メッシュ法 / ズーミング法 / グローバル要素 / 有限要素法 (他6件)
【概要】船体構造のような大規模な構造に対して有限要素解析を行う場合,全体構造を詳細形状まで表現したモデルで解析を行うことは非現実的であるため,一般的にグローバルな解析結果をもとに適当な境界条件を与えて詳細解析を行うズーミング解析と呼ばれる方法が用いられる。しかし,現実には,グローバルな挙動とローカルな挙動は互いに影響を及ぼしあうものであり,より正確な解析にはグローバルな解析とローカルな解析を連動させること...
【工学】総合工学：並列計算 ／有限要素法を含む研究件
❏電磁界数値解析とトポロジー最適化を併用した電気機器の革新的最適設計システムの構築(16K06240)
【研究テーマ】電力工学・電力変換・電気機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岡本 吉史 法政大学, 理工学部, 教授 (40415112)
【キーワード】電気機器工学 / 電磁界数値解析 / トポロジー最適化 / 磁気非線形性 / 磁気ヒステリシス (他16件)
【概要】実際の設計現場において，トポロジー最適化を導入するため，本研究課題では，主として，次の3つの項目：「（１）感度解析ベースのトポロジー最適化手法の高速化」，「（２）時間領域トポロジー最適化手法の開発」，「（３）磁気ヒステリシス特性測定装置の開発」に取り組み，それぞれの研究内容について，予定通り完了した． ...
❏フリーメッシュ法による発展型CAE基盤ソフトウェアの開発(13355005)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2001 - 2003
【研究代表者】関東 康祐 豊橋技術科学大学, 機械システム工学系(工学部), 助教授 (60177764)
【キーワード】フリーメッシュ法 / 有限要素法 / オブジェクト指向 / 3次元解析 / 構造解析 (他16件)
【概要】本研究では、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発し、これをフリーソフトとして公開した。本ソフトの機能は,構造解析機能および,独自のプレーポスト機能を有するほか,スペインカタルニア工科大学の国際計算工学センターで開発されたプレーポストプロセッサであるGiDとの接続機能を持つ。本研究で得られた成果は以下のようにまとめられる。 ・機...
【工学】総合工学：CFRP ／有限要素法を含む研究件
❏ジュール発熱の熱変形を利用した自己損傷検知複合材料構造(21560079)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】轟 章 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50211397)
【キーワード】破壊 / 複合材料 / CFRP / 層間はく離 / 電気抵抗 (他12件)
【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...
❏4000m水深科学掘削用CFRP製ライザー管の引張・疲労強度に関する研究(19560803)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】渡辺 喜保 東海大学, 海洋学部, 教授 (20384935)
【キーワード】ライザー管 / CFRP / 継手構造 / 4000m水深 / 科学掘削 (他10件)
【概要】平成17~18年度の科学研究費補助金を得て開発して来たCFRP製ライザー管について、模型の疲労実験を実施し、続いて時刻歴応答解析によるCFRP製ライザー管が受ける動的荷重および弾塑性解析により破壊のプロセスと破断荷重を検討した。さらに、これまでの結果を4000m水深科学掘削用CFRP製ライザー管の設計の考え方としてまとめた。 ...
【工学】総合工学：破壊 ／有限要素法を含む研究件
❏接着剤の浸透分布を基盤とした合理的な木材接着体の設計指針(22688013)
【研究テーマ】木質科学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】堀 成人 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (80313071)
【キーワード】木材接着 / アンカー効果 / レーザー顕微鏡 / 木部浸透 / 計算機シミュレーション (他15件)
【概要】水性高分子一イソシアネート系木材接着剤(API接着剤)でマカバ板二枚を接着した最もシンプルな接着体を作成し、横断面と放射断面との両接着層を走査型レーザー顕微鏡で観察し画像解析して得たヒストグラムから分布様を表現する導関数と代表値の算出し、関数の変数が木部へ浸透を表現できるのが明らかになった。 ...
❏ジュール発熱の熱変形を利用した自己損傷検知複合材料構造(21560079)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】轟 章 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50211397)
【キーワード】破壊 / 複合材料 / CFRP / 層間はく離 / 電気抵抗 (他12件)
【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...
❏複雑な形状の既存断層系で発生する地震の破壊経路の理論的予測(15740277)
【研究テーマ】固体地球惑星物理学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】亀 伸樹 九州大学, 大学院理学研究院, 助手 (90304724)
【キーワード】地震 / 破壊 / 断層 / 有限要素法 / 予測 (他13件)
【概要】地震の破壊経路の理論的予測を行う数値シミュレーションには、従来、境界積分方程式法が用いられてきた。この手法は、「断層面形状」の自由度が高いという特性から広く利用されるようになってきたが、反面、「不均質媒質」中の破壊現象の取り扱いは不得手である。 地殻には不均質構造が普遍的にある(例:地下浅部堆積層と深部基盤岩の境界)。不均質境界に向かう破壊成長は、媒質の弾性定数の不連続分布の力学的効果により破壊経...
【工学】総合工学：破壊力学 ／有限要素法を含む研究件
❏ゴム材料強靭化のための材料設計指針の確立(19K14839)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2019-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】久保 淳 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (40760335)
【キーワード】ゴム / 破壊力学 / き裂進展 / 有限要素法
【概要】本研究では，ゴム材料のき裂進展における速度転移現象（外力負荷量がある閾値を超えた際にき裂進展が急激に加速される現象）のメカニズムを解明することを目的として，有限要素法（FEM）解析および数理モデル解析をおこなった．FEM解析においては，き裂進展のシミュレーションにより，転移エネルギー（速度転移を発生させるために必要な引裂きエネルギー）を評価した．材料の力学パラメータを系統的に変化させて解析を実施す...
❏大規模構造体の脆性亀裂停止性能評価の一般化：破壊力学モデルと合理的試験体系の確立(18H03811)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 高速亀裂伝播 / アレスト / 有限要素法 (他8件)
【概要】本研究では、大型構造物における脆性亀裂伝播停止性能評価の一般化に向けた研究として、(1) 継手等の複雑な構造因子が亀裂伝播に与える影響の解明、(2) 局所限界破壊応力理論を実装した数値解析手法の開発、を行った。構造不連続を含む継手構造に対し、高速度カメラ計測拡張有限要素法による数値解析を行った結果、構造因子によるアレスト性能向上効果が極めて高いことが明らかとなった。さらに、実用性の高い構造設計手法...
❏革新的構造/材料アレスト設計を可能とする破壊力学モデル開発(17H01354)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】粟飯原 周二 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 名誉教授 (10373599)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 信頼性設計 / 有限要素法 / き裂伝播 (他15件)
【概要】海上物流量の増大に伴い、1万個を超えるコンテナを輸送する大型船舶が建造されるようになったが、船体の安全性を確保するための脆性き裂伝播を抑制する技術が未完成である。本研究はこれを解決するもので、1000m/sを超える速度で高速伝播する脆性き裂の挙動を実験と数値シミュレーションによって解明することを試みた。従来の破壊力学では説明ができなかった1m以上の長大き裂におけるき裂伝播／停止挙動を説明することが...
【工学】総合工学：引張強度 ／有限要素法を含む研究件
❏4000m水深科学掘削用CFRP製ライザー管の引張・疲労強度に関する研究(19560803)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】渡辺 喜保 東海大学, 海洋学部, 教授 (20384935)
【キーワード】ライザー管 / CFRP / 継手構造 / 4000m水深 / 科学掘削 (他10件)
【概要】平成17~18年度の科学研究費補助金を得て開発して来たCFRP製ライザー管について、模型の疲労実験を実施し、続いて時刻歴応答解析によるCFRP製ライザー管が受ける動的荷重および弾塑性解析により破壊のプロセスと破断荷重を検討した。さらに、これまでの結果を4000m水深科学掘削用CFRP製ライザー管の設計の考え方としてまとめた。 ...
❏鉄筋腐食によるRC構造部材の耐力性能低下に関する研究(06402045)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】友澤 史紀 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50211404)
【キーワード】鉄筋の腐食 / ひびわれ / 降伏点 / 付着 / 有限要素解析 (他23件)
【概要】鉄筋の腐食程度とRC構造部材の耐力性能との関係を定量的に把握するとともに、炭素繊維シートによる補強工法の鉄筋が腐食したRC構造部材への適用について検討した結果をまとめると以下のようになる。 1、有限要素解析の結果、鉄筋の腐食形態によってかぶりコンクリートのひびわれ方向は異なり、局部的な腐食ほどひびわれ発生に必要な腐食量が大きくなることがわかった。 2、孔食及び全面均一腐食それぞれについて、鉄筋の力...
【工学】総合工学：宇宙工学 ／有限要素法を含む研究件
❏次世代宇宙ゴサマー構造のための設計探査法に関する研究(22760623)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】不確定性 / 宇宙工学 / 宇宙構造物 / 設計工学 / 設計支援 (他9件)
【概要】宇宙システムの概念設計の段階で，不確定性や制御系との連成を考慮して，設計者のために設計空間を可視化し，迅速な設計トレードオフ評価を補助するツールがあれば，性能･信頼性の高い宇宙膜・ケーブル構造（ゴサマー構造）システムの実現に貢献する．本研究では幾何学的非線形有限要素法を主に用い，そのような設計支援ツールの開発を目指した．具体的には以下の3つの例について，設計空間の可視化を可能にした．すなわち，(1...
❏ゴサマー宇宙構造物の動特性同定法と振動制御法に関する研究(20860037)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】構造・材料 / 構造工学 / 動力学 / 機械力学・制御 / 宇宙工学 (他15件)
【概要】膜・ケーブルを主たる構造要素とする宇宙構造物(ゴサマー構造)において,軽量・高収納率という利点を保ちつつより高機能の構造を実現することを目指し,構造系と制御系の同時設計を行うための基盤技術を確立することを目指した.以下の3点において成果を上げた.第1に膜構造の周波数応答特性を減圧環境下で実験的に計測した.第2に,ゴサマー構造の曲げ剛性を考慮しながら展開解析を行う数値モデル化手法を開発した.第3に,...
【工学】総合工学：宇宙構造物 ／有限要素法を含む研究件
❏次世代宇宙ゴサマー構造のための設計探査法に関する研究(22760623)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】不確定性 / 宇宙工学 / 宇宙構造物 / 設計工学 / 設計支援 (他9件)
【概要】宇宙システムの概念設計の段階で，不確定性や制御系との連成を考慮して，設計者のために設計空間を可視化し，迅速な設計トレードオフ評価を補助するツールがあれば，性能･信頼性の高い宇宙膜・ケーブル構造（ゴサマー構造）システムの実現に貢献する．本研究では幾何学的非線形有限要素法を主に用い，そのような設計支援ツールの開発を目指した．具体的には以下の3つの例について，設計空間の可視化を可能にした．すなわち，(1...
❏ゴサマー宇宙構造物の動特性同定法と振動制御法に関する研究(20860037)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】構造・材料 / 構造工学 / 動力学 / 機械力学・制御 / 宇宙工学 (他15件)
【概要】膜・ケーブルを主たる構造要素とする宇宙構造物(ゴサマー構造)において,軽量・高収納率という利点を保ちつつより高機能の構造を実現することを目指し,構造系と制御系の同時設計を行うための基盤技術を確立することを目指した.以下の3点において成果を上げた.第1に膜構造の周波数応答特性を減圧環境下で実験的に計測した.第2に,ゴサマー構造の曲げ剛性を考慮しながら展開解析を行う数値モデル化手法を開発した.第3に,...
【工学】総合工学：騒音 ／有限要素法を含む研究件
❏船体構造と騒音伝達経路の関係の解明と騒音レベルを低減する構造の創生に関する研究(16H04603)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】北村 充 広島大学, 工学研究科, 教授 (40195293)
【キーワード】船体構造 / 高周波振動 / 有限要素法 / 面内振動・面外振動 / 中空ラティス構造 (他18件)
【概要】大骨と小骨が接合された板組構造という船体構造の特徴を理解・利用して，要求される騒音レベルの解析に必要な振動モードを少ない要素数で近似できる新しい有限要素を開発した．従来の計算量では得ることができない高次な振動モードを精度よく求めることが可能となった．船内騒音レベルを低減する中空ラティス構造の創生と吸音材の配置による静音効果を検討した．船内騒音レベルを低減する構造の特徴を明らかにするとともに，トポロ...
❏すずむしの発音機構を規範とする機械の静音快適化の研究(11450067)
【研究テーマ】設計工学・機械要素・トライボロジー
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2000
【研究代表者】林 巌 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80016790)
【キーワード】すずむし / こおろぎ / 振動モード解析 / 鳴き音 / 翅 (他10件)
【概要】本研究は,機械の静音快適化設計手法を確立するために,鳴き音の美しいスズムシとコオロギの翅の構造と発音機構を,鳴き音の特徴と翅の振動モードとの関係から検討し,設計に応用する指針を得ることを目的とする.得られた結果は以下の通りである. 1.翅の構造を三次元内部構造顕微鏡により精密測定して全体形状を明らかにするとともに,翅への加振器となるやすり器のやすり歯形状を電子顕微鏡により観察し,各部分でのやすり歯...
❏部分構造合成法による内燃機関の振動と騒音の解析方法の開発(62460108)
【研究テーマ】機械力学・制御工学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1987 - 1988
【研究代表者】長松 昭男 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016640)
【キーワード】振動 / 騒音 / 内燃機関 / 部分構造合成法 / モード解析 (他7件)
【概要】前年度は、内燃機関の振動特性を部分構造合成法によって解析する方法を提案した。これに続いて本年度は、以下の研究を行った。 1.クランク軸とシリンダブロックの間の油膜特性を実験的に決定する装置を製作し、実験を行った。測定データ中に混入する周期ノイズを除去する方法を提案し、これにより、従来のように加振器を用いる調和加振ではなく、より簡単な打撃加振によって油膜特性を決定することが可能になった。モデル軸受に...
【工学】総合工学：振動制御 ／有限要素法を含む研究件
❏大振幅振動する新幹線高架橋PRC桁の多点長期モニタリングとTMDによる振動制御(16H06097)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】水谷 司 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10636632)
【キーワード】新幹線PRC桁 / 大振幅振動 / 制御 / MTMD / 最適化 (他23件)
【概要】国内のあるエリアの新幹線高架橋PRC（プレストレストRC）桁において車両通過時に設計時の想定を上回る大振幅振動が確認された．本研究ではこの大振幅振動メカニズムの解明および実橋梁のモニタリングによる構造特性の把握およびその振動制御対策について計測と解析を通して具体的に提案することを目的とした．既存の対策案では大規模で高コストの補強工事が必要であるため，今回安価かつコンパクトなTMDを使った振動制御技...
❏ゴサマー宇宙構造物の動特性同定法と振動制御法に関する研究(20860037)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】構造・材料 / 構造工学 / 動力学 / 機械力学・制御 / 宇宙工学 (他15件)
【概要】膜・ケーブルを主たる構造要素とする宇宙構造物(ゴサマー構造)において,軽量・高収納率という利点を保ちつつより高機能の構造を実現することを目指し,構造系と制御系の同時設計を行うための基盤技術を確立することを目指した.以下の3点において成果を上げた.第1に膜構造の周波数応答特性を減圧環境下で実験的に計測した.第2に,ゴサマー構造の曲げ剛性を考慮しながら展開解析を行う数値モデル化手法を開発した.第3に,...
❏機構・構造・制御系の進化的自動最適化設計シミュレーション法の開発(13450091)
【研究テーマ】機械力学・制御
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2003
【研究代表者】大熊 政明 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60160454)
【キーワード】構造最適設計 / 構造動力学 / トンボの羽構造 / 計量高剛性設計 / 精密有限要素モデル (他21件)
【概要】まず,進化型構造最適化アルゴリズムの構造動力学的最適化への理論拡張を行った.その妥当性を検証するために,プログラムシステムを構築して,いくつかの基礎的適用対象物に加えて,あるエンジンのクランクシャフト・コンロッド・ピストン機構の中のコンロッドについて最適設計を行った.強度,剛性および共振回避のための高固有振動数をすべて適切に確保しながら軽量化設計を行う最適化解を得た.研究上作成したプログラムの発展...
【工学】総合工学：機械材料・材料力学 ／有限要素法を含む研究件
❏固体酸化物形燃料電池の電極電解質一体焼成プロセスの解明と制御(17H03149)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】原 祥太郎 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10401134)
【キーワード】固体酸化物形燃料電池 / 焼結 / トモグラフィー / マルチスケール / 多孔構造 (他14件)
【概要】近年，固体酸化物形燃料電池の低コストな製造プロセスとして，電解質基板と電極とを同時に焼結させる一体焼結法が注目されているが，一体焼結法は収縮速度が異なる材料を同時に焼結させる複雑なプロセスのため，焼結後の電極の微細構造・機械的性質・マクロな変形特性は十分明らかとなっていない．そこで本研究では，集束イオンビーム走査型電子顕微鏡を用いて，一体焼結中の空気極／電解質界面近傍の微細構造変化を定量的に明らか...
❏平滑化有限要素法による複雑形状を持つ微圧縮性材料に対する大変形解析技術の確立(16K17978)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 工学院, 助教 (20543747)
【キーワード】平滑化有限要素法 / 微圧縮性材料 / 大変形解析 / 四面体要素 / ロッキング (他13件)
【概要】ゴム・生体・成形樹脂などの微圧縮性材料は多くの場合大きな変形を伴う環境で使用される．材料の変形のコンピュータシミュレーションには有限要素法(FEM)と呼ばれる手法が一般に用いられるが，微圧縮大変形は解析が難しく，特に複雑形状を持つ物体の解析で精度と安定性を確保することは困難であることが知られている． 本研究では平滑化有限要素法(S-FEM)と呼ばれる新しい定式化手法を用いることにより，複雑形状の微...
❏新しい接触・摩擦理論構築のためのマルチスケールシミュレータの開発(24360044)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30322069)
【キーワード】マルチスケール解析 / 摩擦 / 凝着 / 樹脂 / 機械材料・材料力学 (他8件)
【概要】固体間摩擦はマルチスケールのラフネス（multi-asperity）が関与する複雑系の現象であることがわかってきている．本研究では，ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け，それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する．すなわち，マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を，メゾスケールのフラクタル（セルフアフィン）なラフネスにはPerss...
【工学】総合工学：膜構造 ／有限要素法を含む研究件
❏次世代宇宙ゴサマー構造のための設計探査法に関する研究(22760623)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】不確定性 / 宇宙工学 / 宇宙構造物 / 設計工学 / 設計支援 (他9件)
【概要】宇宙システムの概念設計の段階で，不確定性や制御系との連成を考慮して，設計者のために設計空間を可視化し，迅速な設計トレードオフ評価を補助するツールがあれば，性能･信頼性の高い宇宙膜・ケーブル構造（ゴサマー構造）システムの実現に貢献する．本研究では幾何学的非線形有限要素法を主に用い，そのような設計支援ツールの開発を目指した．具体的には以下の3つの例について，設計空間の可視化を可能にした．すなわち，(1...
❏ゴサマー宇宙構造物の動特性同定法と振動制御法に関する研究(20860037)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】構造・材料 / 構造工学 / 動力学 / 機械力学・制御 / 宇宙工学 (他15件)
【概要】膜・ケーブルを主たる構造要素とする宇宙構造物(ゴサマー構造)において,軽量・高収納率という利点を保ちつつより高機能の構造を実現することを目指し,構造系と制御系の同時設計を行うための基盤技術を確立することを目指した.以下の3点において成果を上げた.第1に膜構造の周波数応答特性を減圧環境下で実験的に計測した.第2に,ゴサマー構造の曲げ剛性を考慮しながら展開解析を行う数値モデル化手法を開発した.第3に,...
【工学】総合工学：疲労 ／有限要素法を含む研究件
❏電子タグ破壊の応用によるグローバル損傷モニタリング(15K14157)
【研究テーマ】構造・機能材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】白岩 隆行 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10711153)
【キーワード】疲労 / 構造物ヘルスモニタリング / センサネットワーク / RFID / 疲労き裂進展 (他11件)
【概要】損傷記憶センサとして、ポリイミド基板に無電解めっきニッケル薄膜を形成したものを提案した。このセンサは構造材に接着剤で貼り付けることで使用し、繰返し荷重を受けた際に、ニッケル薄膜の電気抵抗値が再現よく変化することを利用したものである。また長期の無線モニタリングのために、電源不要のRFID技術や、低消費電力で無線ネットワークを構築可能なZigBeeを利用して、小型の無線計測機器を製作した。さらに、3G...
❏鉄筋コンクリ-トの一般化数値解析法(01420034)
【研究テーマ】コンクリート工学・土木材料・施工
【研究種目】一般研究(A)
【研究期間】1989 - 1990
【研究代表者】岡村 甫 東京大学, 工学部, 教授 (30010664)
【キーワード】復元力特性, / 動的解析, / 時間依存性, / 経路依存性, / 応力伝達モデル (他18件)
【概要】本研究では、正負繰り返し載荷を受けるコンクリ-ト部材一般の復元力特性,すなわち変形ならびに靭性を精度良く求める一般的な数値解析法を確立することを目的とし,特に,繰り返し載荷による破壊の進展,載荷の持続による変形の進行に着目して,実験ならびに解析を行った。以下に,本研究で得られた結果を纏める。 1.載荷の繰り返しによる破壊の進展 ひびわれ面に沿う応力伝達に関する構成則における繰り返し載荷の影響を実験...
【工学】総合工学：マルチスケール ／有限要素法を含む研究件
❏革新的構造/材料アレスト設計を可能とする破壊力学モデル開発(17H01354)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】粟飯原 周二 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 名誉教授 (10373599)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 信頼性設計 / 有限要素法 / き裂伝播 (他15件)
【概要】海上物流量の増大に伴い、1万個を超えるコンテナを輸送する大型船舶が建造されるようになったが、船体の安全性を確保するための脆性き裂伝播を抑制する技術が未完成である。本研究はこれを解決するもので、1000m/sを超える速度で高速伝播する脆性き裂の挙動を実験と数値シミュレーションによって解明することを試みた。従来の破壊力学では説明ができなかった1m以上の長大き裂におけるき裂伝播／停止挙動を説明することが...
❏固体酸化物形燃料電池の電極電解質一体焼成プロセスの解明と制御(17H03149)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】原 祥太郎 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10401134)
【キーワード】固体酸化物形燃料電池 / 焼結 / トモグラフィー / マルチスケール / 多孔構造 (他14件)
【概要】近年，固体酸化物形燃料電池の低コストな製造プロセスとして，電解質基板と電極とを同時に焼結させる一体焼結法が注目されているが，一体焼結法は収縮速度が異なる材料を同時に焼結させる複雑なプロセスのため，焼結後の電極の微細構造・機械的性質・マクロな変形特性は十分明らかとなっていない．そこで本研究では，集束イオンビーム走査型電子顕微鏡を用いて，一体焼結中の空気極／電解質界面近傍の微細構造変化を定量的に明らか...
【工学】総合工学：逆解析 ／有限要素法を含む研究件
❏震災軽減のためのヘテロ最適化による地殻イメージング手法の開発(18H03821)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】市村 強 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20333833)
【キーワード】ヘテロコンピューティング / 有限要素法 / 逆解析
【概要】本研究は，震災軽減へ向けて従来よりも高精度な地殻内部状態イメージング手法を開発することを目的としており，その研究項目は，順解析である「ヘテロコンピューティングをベースとした大規模波動場解析手法」の開発と「順解析を多数回実施し最適化を行う最適化手法」の開発に大別される．「ヘテロコンピューティングをベースとした大規模波動場解析手法」の開発では，与えられたパラメータによって定められる地殻構造の有限要素モ...
❏逆解析手法を用いた反射型光CTシステムの開発(15700350)
【研究テーマ】医用システム
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】天谷 賢治 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (70251642)
【キーワード】光CT / 逆解析 / 先験情報 / 光拡散方程式 / 医用工学 (他7件)
【概要】本研究では、近赤外光を生体に照射して,生体組織や血液の酸素濃度分布を描き出そうという光CTにおいて生体組織の光学的先験情報を利用した,高精度な反射型光CTアルゴリズムの開発した。 本年度は生体内における光伝播解析の精度を向上させること,光CT逆問題における逆解析手法の精度および効率を向上させることを目的とし,光伝播解析手法および逆解析手法を提案した.解析においては病患部と健全部における光の吸収率に...
【工学】総合工学：非線形解析 ／有限要素法を含む研究件
❏計算電磁気学の深化を導く高性能線形ソルバ(19H04122)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)
【キーワード】高性能計算 / 計算電磁気学 / 線形反復法 / 混合精度演算 / 時間並列処理 (他13件)
【概要】本研究では，有限要素法や境界要素法に基づく電磁場解析の高速化を目的に，線形ソルバの高性能化について研究を行った．計算機科学的アプローチと数理・解法的アプローチの両面から研究を行い，前者では，時間並列処理の高度化，SIMD演算に適合する前処理手法の開発，アクセラレータ向けの解法研究，混合精度演算導入による高速化について，多くの研究成果を得た．また，後者については，同一の係数行列を持つ連立一次方程式を...
❏自己質量調整型仮想材料を組み込んだ非線形解析による配筋設計システムの考察(13555121)
【研究テーマ】土木材料・力学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】石田 哲也 (2002) 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60312972)
【キーワード】自己質量調整型仮想材料 / 動的非線形応答解析 / 配筋設計 / 接触面密度関数 / 有限要素法 (他12件)
【概要】(1)自己質量調整型仮想材料を動的非線形応答解析システムCOM3に組み込み,2次元および3次元応力下での鉄筋コンクリート部材・構造に適用した.特に開口部を有し,応力の流れか乱れる対象を選定し,鉄筋が安定して自動生成されることを確認した.さらに配筋設計システムで設計された部材を作成し,実験室内で載荷を行い,設計目標とした耐力を満足することを確認した.これらの成果は発電機器周りの配筋設計に実際に適用さ...
❏マニフォ〜ルド法による有限要素法と剛体要素法の統合とその船体構造解析への応用(09305065)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1997 - 1999
【研究代表者】大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
【キーワード】マニフォ〜ルド法 / 有限被覆法 / ボクセル解析 / 鋼構造解析 / 3次元ソリッド (他17件)
【概要】マニフォ〜ルド法に基づいた有限被覆法の特徴的な考え方は、「近似関数の定義される数学的な部分領域」と「支配方程式が満たされるべき物理的な部分領域」を別々にとらえることにある。すなわち、物体形状とは無関係に数学的な関数領域である「被覆」を設定できるため、どんな複雑な形状をしている物体でも規則的な形状の被覆を設定することで解析が可能になる。物理的な領域と近似関数を定義する数学被覆を別個に定義することので...
【工学】総合工学：自然対流 ／有限要素法を含む研究件
❏電磁熱流体の有限要素解析スキームの開発と実用化技術に関する研究(05650176)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】電磁流体 / 熱流体 / 有限要素法 / GSMAC法 / Hybrid法 (他10件)
【概要】近年のエネルギー科学の基礎として、複雑容器内の電磁熱流体解析の果たす役割は年々大きくなっている。そして、電磁ポンプ、電磁流量計などの流体機器の開発、溶解金属の加熱、攪拌、あるいは核融合炉の伝熱問題に関連して磁場作用下の電磁熱流体に関する研究が古くから行われてきた。現在では超電導磁石、高性能電導磁石の著しい進歩により、電磁流体の熱流動現象の解明はプラズマ・核融合・液体金属流の分野で急務である。液体金...
❏熱移動をともなう乱流の解析に適した有限要素法のスキーム開発(03650158)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】有限要素法 / 乱流 / 熱流体 / LES / GSMAC法 (他13件)
【概要】各種機器内の流れ・伝熱現像を予測する手段として,数値計算が広く利用されている。ここで大きな問題となるのは,実際の工業機器が有する複雑な境界形状の取り扱いである。その解決策として,有限要素法は複雑な境界形状の取り扱いが容易であり,かつプリポスト処理を含めた統合的な流れ解析システムを構築しやすいため,工学的な計算手法としての重要性は大きい。しかし,有限要素法による非圧縮性流体の計算では,連続の式を満足...
❏磁場による磁性流体の自然対流の制御に関する研究(01550157)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1989 - 1990
【研究代表者】棚橋 隆彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
【キーワード】磁性流体 / 自然対流 / 磁場制御 / 伝熱促進 / 数値解析 (他12件)
【概要】磁性流体の自然対流に関する実験および数値解析を行なった。実験は立方容器内,立方容器内に水平におかれた加熱円柱回りおよび二重円筒容器内の自然対流の温度分布が外部磁場によって,いかに制御されるかを調べた。壁面温度の可視化に液晶板を用いた結果,印加磁場が磁性流体の自然対流に及ぼす影響が容易に確認できた。また,立方容器内に満たされた磁性流体の自然対流の数値解析を行ない,その結果は定性的に実験結果と良好に一...
【工学】総合工学：構造最適化 ／有限要素法を含む研究件
❏積層造形における製造要件を考慮した一気通貫型の高速最適設計法の構築(21K03826)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】三木 隆生 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (80806753)
【キーワード】トポロジー最適化 / 構造最適化 / 最適設計 / 金属積層造形 / Additive Manufacturing (他9件)
【概要】本研究では，金属積層造形における熱変形や積層可能な角度の制限など，造形時に発生する課題を設計段階で考慮可能な高速最適設計法の構築を目的としている． 本年度は造形過程で発生する不均一な熱変形，残留応力の要因となる熱散逸に着目し，造形時の熱散逸を考慮したトポロジー最適化法の構築に取り組んだ． はじめに，造形時の熱履歴を表す数理モデルを非定常熱伝導方程式に基づいて定式化し，有限要素法に基づく数値解析アル...
❏革新的機械システムの創成を目指したリンク機構のトポロジー最適化法の開発(19K21916)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【研究代表者】山田 崇恭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598222)
【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)
【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...
❏革新的構造/材料アレスト設計を可能とする破壊力学モデル開発(17H01354)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】粟飯原 周二 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 名誉教授 (10373599)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 信頼性設計 / 有限要素法 / き裂伝播 (他15件)
【概要】海上物流量の増大に伴い、1万個を超えるコンテナを輸送する大型船舶が建造されるようになったが、船体の安全性を確保するための脆性き裂伝播を抑制する技術が未完成である。本研究はこれを解決するもので、1000m/sを超える速度で高速伝播する脆性き裂の挙動を実験と数値シミュレーションによって解明することを試みた。従来の破壊力学では説明ができなかった1m以上の長大き裂におけるき裂伝播／停止挙動を説明することが...
【工学】総合工学：有限体積法 ／有限要素法を含む研究件
❏不連続Galerkin有限要素法の数学理論の新展開(15H03635)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (00334706)
【キーワード】不連続Galerkin法 / 有限要素法 / 楕円型方程式 / 放物型方程式 / 非線形問題 (他12件)
【概要】有限要素法（FEM）と有限体積法(FVM)の長所を両立した高精度拡張版である不連続Galerkin法（DG 法）およびハイブリッド型のDG法（HDG法）に対して，その数学的基盤理論を確立した．特に，理論だけ作って応用は計算現場に任せる，という消極的な立場を超えるため，具体的な応用を設定した上で，要請される基礎理論の構築を行ったことが本研究の特徴である．具体的にはFEMやFVMでは困難の多い，異方拡...
❏有限体積法の数学的基盤理論の確立(23340023)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 数理(科)学研究科(研究院), 准教授 (00334706)
【キーワード】数値解析 / 数理モデル / 有限体積法 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...
【工学】総合工学：有限被覆法 ／有限要素法を含む研究件
❏タンカーの衝突・座礁による海洋環境汚染リスク評価手法の開発(11555257)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
【キーワード】タンカー事故 / 海洋環境 / 衝突 / 座礁 / 緩衝型船首構造 (他16件)
【概要】1989年のアラスカ沖のエクソンバルデス号の座礁事故後、相次ぎ発生するタンカーからの油流出事故は、海洋環境に甚大な影響を与えるとともにその対策の必要性を強く認識させた。タンカーの構造に対しても、国際海事機関(IMO)において二重殻またはそれと同等な効果を持つことが義務づけられた。しかし、その後もタンカーからの油流出事故は引き続き起こっている。96年2月にはシーエンプレス号がイギリスで座礁事故を起こ...
❏マニフォ〜ルド法による有限要素法と剛体要素法の統合とその船体構造解析への応用(09305065)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1997 - 1999
【研究代表者】大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
【キーワード】マニフォ〜ルド法 / 有限被覆法 / ボクセル解析 / 鋼構造解析 / 3次元ソリッド (他17件)
【概要】マニフォ〜ルド法に基づいた有限被覆法の特徴的な考え方は、「近似関数の定義される数学的な部分領域」と「支配方程式が満たされるべき物理的な部分領域」を別々にとらえることにある。すなわち、物体形状とは無関係に数学的な関数領域である「被覆」を設定できるため、どんな複雑な形状をしている物体でも規則的な形状の被覆を設定することで解析が可能になる。物理的な領域と近似関数を定義する数学被覆を別個に定義することので...
【工学】総合工学：数値解析 ／有限要素法を含む研究件
❏不連続Galerkin有限要素法の数学理論の新展開(15H03635)
【研究テーマ】数学基礎・応用数学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (00334706)
【キーワード】不連続Galerkin法 / 有限要素法 / 楕円型方程式 / 放物型方程式 / 非線形問題 (他12件)
【概要】有限要素法（FEM）と有限体積法(FVM)の長所を両立した高精度拡張版である不連続Galerkin法（DG 法）およびハイブリッド型のDG法（HDG法）に対して，その数学的基盤理論を確立した．特に，理論だけ作って応用は計算現場に任せる，という消極的な立場を超えるため，具体的な応用を設定した上で，要請される基礎理論の構築を行ったことが本研究の特徴である．具体的にはFEMやFVMでは困難の多い，異方拡...
❏流体現象のマクロ構造とメゾ構造解明のための解析理論の構築(24224004)
【研究テーマ】基礎解析学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2012-05-31 - 2017-03-31
【研究代表者】柴田 良弘 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50114088)
【キーワード】関数方程式 / 流体数学 / 確率解析 / 大域解析学 / 数値解析 (他9件)
【概要】マクロレベルの流体数学研究ではストークス方程式のR有界性に基づく理論により粘性流体の自由境界問題の解の時間局所一意存在を一般領域で示した。またストークス作用素のスペクトル解析に基づく理論によりナヴィエ・ストークス方程式の一相自由境界問題の時間大域解の一意存在と漸近挙動を有界及び非有界領域で示した．メゾレベルでの流体数学研究では気泡振動を支配する確率微分方程式を導出し，その時間大域解の存在と漸近挙動...
❏有限体積法の数学的基盤理論の確立(23340023)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 数理(科)学研究科(研究院), 准教授 (00334706)
【キーワード】数値解析 / 数理モデル / 有限体積法 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...
【工学】総合工学：数値流体力学 ／有限要素法を含む研究件
❏複雑乱流場のラージ・エディ・シミュレーションにおける数値計算法の安定性と解析精度(13650168)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 情報基盤センター, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / 差分法 / 有限要素法 (他8件)
【概要】複雑な乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が統計平均モデルに比べて近似の一般性は高い解析方法として注目されているが、工学一般の問題へ拡張するには多くの研究課題を残しており、特に、数値的安定性と計算精度をいかに満足させるかがLES実用化に当たっての共通の課題となっている。LES実用化の観点からはSGSモデルと数値誤差の効果を同時に考慮した最適化が求められ、乱流現象の特性を...
❏脳動脈内の血流に関する数値シミュレーション(11875045)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】萌芽的研究
【研究期間】1999
【研究代表者】大島 まり 筑波大学, 機能工学系, 助教授 (40242127)
【キーワード】血流 / 数値流体力学 / 医療画像 / 脳動脈瘤 / 可視化 (他8件)
【概要】くも膜下出血の原因となる脳動脈瘤の発生および破裂は、年令や性差による血管の伸び・曲がりなどの血管形状による流体力学的な因子(流動パターンあるいはせん断応力)の変化が大きく関与していると考えられる。本研究は脳動脈瘤の発生・破裂のメカニズムの解明を目的とし、CT(Computed Tomography)に基づく実形状の血管を用い、超音波流速計によって測定された脈動境界条件として与えることにより、脳動脈...
❏局部火災加熱される構造部材の加熱分布予測と部材温度応答計算法(11555154)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2001
【研究代表者】長谷見 雄二 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40298138)
【キーワード】局部火災 / 金属構造 / 入射熱 / 温度上昇 / 数値流体力学 (他12件)
【概要】(1)独立火炎に近接する柱の局部火災加熱効果の明確化 近傍の火炎に曝露される柱の加熱・温度応答を模型実験で測定し、定常一様加熱を仮定した場合の理論表面温度と比較して、柱が一表面で火炎に曝露される場合は定常一様加熱の50-90%に表面温度上昇が緩和されること、また、この効果は火源・柱間に僅かでも間隔があると顕著になることを明らかにし、局部火災加熱の概念に基づく火災安全設計の有効性と計画指針を示した。...
【工学】総合工学：大変形解析 ／有限要素法を含む研究件
❏平滑化有限要素法による複雑形状を持つ微圧縮性材料に対する大変形解析技術の確立(16K17978)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 工学院, 助教 (20543747)
【キーワード】平滑化有限要素法 / 微圧縮性材料 / 大変形解析 / 四面体要素 / ロッキング (他13件)
【概要】ゴム・生体・成形樹脂などの微圧縮性材料は多くの場合大きな変形を伴う環境で使用される．材料の変形のコンピュータシミュレーションには有限要素法(FEM)と呼ばれる手法が一般に用いられるが，微圧縮大変形は解析が難しく，特に複雑形状を持つ物体の解析で精度と安定性を確保することは困難であることが知られている． 本研究では平滑化有限要素法(S-FEM)と呼ばれる新しい定式化手法を用いることにより，複雑形状の微...
❏陰的増分形釣合方程式に基づく大変形リゾーニング有限要素解析シミュレータの開発(25630007)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】大変形解析 / 有限要素法 / 四面体要素 / メッシュリゾーニング / 平滑化有限要素法 (他8件)
【概要】四面体要素分割を用いて大変形問題を高精度に解析可能な新しい有限要素解析シミュレータを開発した．新たに提案した有限要素定式化であるF-barES-FEM-T4を組み込み，既存手法で問題となっている各種ロッキングや圧力振動などを抑制することに成功した．四面体要素を用いているが故，工業製品に現れる複雑な形状に対しても適用することができる．加えて，四面体要素の自動メッシュ生成と組み合わせることにより，ゴム...
❏熱ナノインプリント樹脂大変形のメッシュフリー解析手法の開発とプロセス最適化(22760095)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】大西 有希 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20543747)
【キーワード】ナノ・マイクロ加工 / 熱ナノインプリント / メッシュフリー法 / 増分形陰的釣合方程式 / 有限要素法 (他15件)
【概要】浮動応力点メッシュフリー法の開発,および増分形陰的釣合方程式に基づく有限要素メッシュリゾーニング法の開発を行った.両方法共に加熱された樹脂やガラスなど柔らかい材料の大変形解析に対して精度と安定性を兼ね備えたこれまでにない解析方法である.これらの成果は熱ナノインプリント等の大変形を伴う加工プロセスの数値最適化に対する有効な手段になるものと期待される. ...
【工学】総合工学：サブグリッドモデル ／有限要素法を含む研究件
❏ダイナミックSGSモデルに基づく複雑乱流場のLESモデリング(10650160)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 燃焼流 (他8件)
【概要】直接解析が適用できない複雑乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が挙げられるが、工学一般の問題へ適用するには未だ研究課題を残している。Germanoらの提案したダイナミックSGSモデルは基礎的研究では多くの課題に優れた結果を与え、LESにおける汎用的な乱流モデリングとして注目される。本研究では、乱流LESのより広範囲な応用を進めることを目的として、ダイナミックSGSモデル...
❏ラージ・エディ・シミュレーションの工学における複雑乱流への応用(04452139)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1992 - 1993
【研究代表者】小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
【キーワード】乱流数値解析 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 一般座標系 / 有限要素法 (他19件)
【概要】ラージ・エディ・シミュレーション(LES)は、これまで主に乱流構造の基礎研究のための数値解析法として比較的単純な流れ場に適用されてきた。しかし、計算機ハードウェア性能の向上によって、これまで以上に詳細な解析が可能となったため、乱流の基礎研究においてはLESにかわって近似モデルを用いない直接シミュレーション(DS)が試みられつつあり、LESに対してはDSを適用できない複雑な流れ場の解析手段としての有...
【工学】総合工学：乱流 ／有限要素法を含む研究件
❏複雑乱流場のラージ・エディ・シミュレーションにおける数値計算法の安定性と解析精度(13650168)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2001 - 2002
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 情報基盤センター, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / 差分法 / 有限要素法 (他8件)
【概要】複雑な乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が統計平均モデルに比べて近似の一般性は高い解析方法として注目されているが、工学一般の問題へ拡張するには多くの研究課題を残しており、特に、数値的安定性と計算精度をいかに満足させるかがLES実用化に当たっての共通の課題となっている。LES実用化の観点からはSGSモデルと数値誤差の効果を同時に考慮した最適化が求められ、乱流現象の特性を...
❏ダイナミックSGSモデルに基づく複雑乱流場のLESモデリング(10650160)
【研究テーマ】流体工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
【キーワード】数値流体力学 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 燃焼流 (他8件)
【概要】直接解析が適用できない複雑乱流場の解析手段としてラージ・エディ・シミュレーション(LES)が挙げられるが、工学一般の問題へ適用するには未だ研究課題を残している。Germanoらの提案したダイナミックSGSモデルは基礎的研究では多くの課題に優れた結果を与え、LESにおける汎用的な乱流モデリングとして注目される。本研究では、乱流LESのより広範囲な応用を進めることを目的として、ダイナミックSGSモデル...
❏数理物理学における諸問題の研究(07404003)
【研究テーマ】解析学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1995 - 1998
【研究代表者】金子 晃 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (30011654)
【キーワード】数理物理 / 偏微分方程式 / トモグラフィ / 超函数 / 逆問題 (他15件)
【概要】偏微分方程式の基礎理論の研究においては,ジェブレイ級の解の接続問題において,接続可能性を方程式の特性帯の重複度とジェブレイ指数に関連付けた新しい結果を得た. 解の漸近挙動・スペクトルの研究では,定数係数線型偏微分方程式が劣指数的増大度の解を持つための条件を追求し,リウビユの定理の拡張を得た.また,枯草菌のコロニーパターン形成過程の数理モデルを提出し,計算機によるシミュレーションにより2次元パターン...
【工学】総合工学：動的解析 ／有限要素法を含む研究件
❏大振幅振動する新幹線高架橋PRC桁の多点長期モニタリングとTMDによる振動制御(16H06097)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】水谷 司 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10636632)
【キーワード】新幹線PRC桁 / 大振幅振動 / 制御 / MTMD / 最適化 (他23件)
【概要】国内のあるエリアの新幹線高架橋PRC（プレストレストRC）桁において車両通過時に設計時の想定を上回る大振幅振動が確認された．本研究ではこの大振幅振動メカニズムの解明および実橋梁のモニタリングによる構造特性の把握およびその振動制御対策について計測と解析を通して具体的に提案することを目的とした．既存の対策案では大規模で高コストの補強工事が必要であるため，今回安価かつコンパクトなTMDを使った振動制御技...
❏海綿骨を考慮した下顎骨のイメージベース・大規模マルチスケール動的解析(24593110)
【研究テーマ】矯正・小児系歯学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】中納 治久 昭和大学, 歯学部, 准教授 (80297035)
【キーワード】下顎骨 / 有限要素法 / 動的解析 / 皮質骨 / 海綿骨 (他9件)
【概要】近年、顎顔面領域では、歯科用コーンビームCTから得られた三次元形態とCT値を用いて静的有限要素解析が行われている。一方、咀嚼は荷重条件が時間とともに変化する非定常状態にあり動的解析が必要である。以上より本研究は、海綿骨を考慮した下顎骨のイメージベース・大規模マルチスケール動的解析の実現を計画した。 本研究の結果、下顎骨における海綿骨を考慮したイメージベース・大規模動的有限要素解析が可能となった。今...
❏均質化手法を用いた船体の縦強度の全船動的有限要素解析(05750820)
【研究テーマ】船舶工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1993 - 1994
【研究代表者】鈴木 克幸 東京大学, 工学部, 講師 (10235939)
【キーワード】有限要素法 / 均質化法 / ティモシェンコ梁 / 動的解析
【概要】船体の構造解析に対し、一つのブロックを単位セルとした1次元方向への周期構造物とみなすことによって均質化手法を適用した。ティモシェンコ梁の基礎方程式に対して均質化手法の式を導き、特性関数の満足すべき弱形式を導いた。これは、従来の有限要素解析に適当な境界条件と体積力の項を付加することによって行うことができる。簡単な船体のモデルに対して、この特性方程式を解き、等価な曲げ定数、剪断定数を求めることができた...
【工学】総合工学：振動 ／有限要素法を含む研究件
❏船体構造と騒音伝達経路の関係の解明と騒音レベルを低減する構造の創生に関する研究(16H04603)
【研究テーマ】船舶海洋工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】北村 充 広島大学, 工学研究科, 教授 (40195293)
【キーワード】船体構造 / 高周波振動 / 有限要素法 / 面内振動・面外振動 / 中空ラティス構造 (他18件)
【概要】大骨と小骨が接合された板組構造という船体構造の特徴を理解・利用して，要求される騒音レベルの解析に必要な振動モードを少ない要素数で近似できる新しい有限要素を開発した．従来の計算量では得ることができない高次な振動モードを精度よく求めることが可能となった．船内騒音レベルを低減する中空ラティス構造の創生と吸音材の配置による静音効果を検討した．船内騒音レベルを低減する構造の特徴を明らかにするとともに，トポロ...
❏構造物の内部における力の伝達経路に関する新しい指標の開発(19560099)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2009
【研究代表者】高橋 邦弘 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60095619)
【キーワード】構造解析 / 有限要素法 / 荷重伝達 / 荷重経路 / U* (他11件)
【概要】構造物の内部における荷重伝達を表現するため,U*なる指標を提案してきたが,この指標は分布荷重に対しては適用できない.これと相補的な概念であるU**なる指標を新たに提案した.この指標は慣性力による分布荷重にも適用できるため,乗用車車体の曲げ1次振動モードにおける荷重伝達の様子を表現することができた.しかし計算時間が膨大となる欠点があるが,新たに高速化計算アルゴリズムを提案し,計算時間を約400分の1...
❏複数の固有振動の縮退に基づく多自由度超音波モータの開発(09750271)
【研究テーマ】機械力学・制御
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】前野 隆司 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (20276413)
【キーワード】超音波モータ / アクチュエータ / 多自由度 / 振動 / 固有振動数 (他8件)
【概要】ロボットアームやマニピュレー夕の高度化を実現するためには,多自由度運動を行いうる小型高精度アクチュエー夕の開発が不可欠である.超音波モータは,単位体積あたりの出力パワーが大きいこと,高保持トルク特性を有すること,高トルク特性を有すること,単純構造,静粛性,高制御性などの特徴を有することから,多自由度運動を行うロボットアームやマニビュレータの駆動用に適している.このため,本研究の1年目(平成9年度)...
【工学】総合工学：構造解析 ／有限要素法を含む研究件
❏漏斗胸患者に対して、最適な手術計画を「オーダーメイド」するシステムの開発(15K01292)
【研究テーマ】生体医工学・生体材料学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション外科 / 先天変形 / 漏斗胸 / 有限要素法 (他14件)
【概要】胸郭の陥没を主徴とする先天性疾患である漏斗胸に対しては、金属バーを装着して陥没部分を挙上する手術が行われている。胸郭の形態は個体差が存在する。ゆえに良好な形態を得るためには単純にバーを装着するのみでは不十分であり、個々の胸郭の形態を観察しながら、一部の骨を離断したり、バーを装着する位置を変化したりする工夫が必要である。このように個々の患者の胸郭の特性にかんがみ、異なった手術計画をとる必要がある。そ...
❏次世代宇宙ゴサマー構造のための設計探査法に関する研究(22760623)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】坂本 啓 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40516001)
【キーワード】不確定性 / 宇宙工学 / 宇宙構造物 / 設計工学 / 設計支援 (他9件)
【概要】宇宙システムの概念設計の段階で，不確定性や制御系との連成を考慮して，設計者のために設計空間を可視化し，迅速な設計トレードオフ評価を補助するツールがあれば，性能･信頼性の高い宇宙膜・ケーブル構造（ゴサマー構造）システムの実現に貢献する．本研究では幾何学的非線形有限要素法を主に用い，そのような設計支援ツールの開発を目指した．具体的には以下の3つの例について，設計空間の可視化を可能にした．すなわち，(1...
❏構造物の内部における力の伝達経路に関する新しい指標の開発(19560099)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2007 - 2009
【研究代表者】高橋 邦弘 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60095619)
【キーワード】構造解析 / 有限要素法 / 荷重伝達 / 荷重経路 / U* (他11件)
【概要】構造物の内部における荷重伝達を表現するため,U*なる指標を提案してきたが,この指標は分布荷重に対しては適用できない.これと相補的な概念であるU**なる指標を新たに提案した.この指標は慣性力による分布荷重にも適用できるため,乗用車車体の曲げ1次振動モードにおける荷重伝達の様子を表現することができた.しかし計算時間が膨大となる欠点があるが,新たに高速化計算アルゴリズムを提案し,計算時間を約400分の1...
【工学】総合工学：アクチュエータ ／有限要素法を含む研究件
❏形状記憶ポリマーを用いた膨膜マイクロマニピュレータの開発(11450102)
【研究テーマ】知能機械学・機械システム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1999 - 2000
【研究代表者】神谷 大揮 (神谷 大輝) 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (60282860)
【キーワード】マイクロマシン / マニピュレータ / 形状記憶樹脂 / 膨膜 / 大たわみ (他14件)
【概要】本研究では,数百%と大きな回復ひずみをもつ形状記憶樹脂をマイクロ機構の関節部の変形部材に応用することで,小形・微小化が可能で,かつ関節部に大きな出力角変位を有する膨膜駆動形のマイクロマニピュレータの開発を行っている.本研究から得られた結果を要約し以下に示す. 形状記憶樹脂の回復ひずみが一般材料の弾性限界ひずみよりも50倍以上と大きい為,マニピュレータの関節部のヒンジ材料に形状記憶樹脂を応用した場合...
❏複数の固有振動の縮退に基づく多自由度超音波モータの開発(09750271)
【研究テーマ】機械力学・制御
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】前野 隆司 慶應義塾大学, 理工学部, 専任講師 (20276413)
【キーワード】超音波モータ / アクチュエータ / 多自由度 / 振動 / 固有振動数 (他8件)
【概要】ロボットアームやマニピュレー夕の高度化を実現するためには,多自由度運動を行いうる小型高精度アクチュエー夕の開発が不可欠である.超音波モータは,単位体積あたりの出力パワーが大きいこと,高保持トルク特性を有すること,高トルク特性を有すること,単純構造,静粛性,高制御性などの特徴を有することから,多自由度運動を行うロボットアームやマニビュレータの駆動用に適している.このため,本研究の1年目(平成9年度)...
【工学】総合工学：境界要素法 ／有限要素法を含む研究件
❏スペクトル確率有限要素/境界要素法による動的解析手法の開発(15760348)
【研究テーマ】構造工学・地震工学・維持管理工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248)
【キーワード】不確定性 / 境界要素法 / 有限要素法 / スペクトル
【概要】本研究では,構造物の地震応答解析等の動的解析において,種々のパラメタの不確実性による影響を効率よく評価する数値解析手法を開発することを目的として,以下の成果を得た. (1)スペクトル確率有限要素法の連続体の非線形動的問題への適用を図った.具体的には,線形系,超弾性系,および,バイリニア降伏特性等を有する系を対象として,理論的な検討に基づき,適用範囲などの整理及び定式化を行った. (2)非線形問題の...
❏電磁界数値解析と数理計画法との併用による電気機器の最適設計法の開発(09750328)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (70257210)
【キーワード】磁気シールド / MRI / 電磁界数値解析 / 有限要素法 / 境界要素法 (他10件)
【概要】本研究課題では,機器設計の期間および費用の削減・高精度化・信頼性向上などを目指し,電気機器の高精度な最適設計を実現しうる強力な数値解法の開発を目的としている。具体的には,電磁現象に対する有力な数値計算法として広く用いられている有限要素法や境界要素法またはこれらの併用手法に対し,更に数理計画法や様々な最適化手法を組み入れ,各種電気機器の問題特性に適した設計方法を確立していく。特に本年度は,最適化手法...
❏有限要素法と境界要素法の併用法による導体運動を伴う渦電流場の三次元解析(06750290)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1994
【研究代表者】若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助手 (70257210)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流 / 辺要素 / 磁界の強さ (他6件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な数値解析手法の開発を目指しており、特に現在まで長期にわたり本研究代表者が開発してきた有限要素・境界要素併用法の導体運動を伴う渦電流場問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、反復計算により導体運動を伴う電磁現象をステップ毎に解析していく上で膨大な計算時間を要する。したがって解析精度を落とすことなく未知...
【工学】総合工学：シミュレーション ／有限要素法を含む研究件
❏漏斗胸患者に対して、最適な手術計画を「オーダーメイド」するシステムの開発(15K01292)
【研究テーマ】生体医工学・生体材料学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション外科 / 先天変形 / 漏斗胸 / 有限要素法 (他14件)
【概要】胸郭の陥没を主徴とする先天性疾患である漏斗胸に対しては、金属バーを装着して陥没部分を挙上する手術が行われている。胸郭の形態は個体差が存在する。ゆえに良好な形態を得るためには単純にバーを装着するのみでは不十分であり、個々の胸郭の形態を観察しながら、一部の骨を離断したり、バーを装着する位置を変化したりする工夫が必要である。このように個々の患者の胸郭の特性にかんがみ、異なった手術計画をとる必要がある。そ...
❏能動触知覚の原因現象解明とモデル化による内部構造と材質のバーチャルリアリティ(26280072)
【研究テーマ】ヒューマンインタフェース・インタラクション
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】長谷川 晶一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10323833)
【キーワード】ハプティクス / バーチャルリアリティ / 変形 / Shape Matching / 有限要素法 (他15件)
【概要】対象に手を触れ動かして触知覚を得る能動触は対象についての様々な手がかりを与える。 本研究では、能動触により内部構造や材質を知覚可能なバーチャルリアリティを実現するため、変形と振動を物理シミュレーションで計算・提示することを目指し、(1)有限要素法に変わる計算時間の少ない変形のシミュレーション手法と(2)能動触により生じる振動の再現手法を研究した。 その結果、(1)について、対象を局所グループに分割...
❏呼吸運動のシミュレーション評価による、胸郭の欠損パターンに応じた至適再建法の解明(24500553)
【研究テーマ】医用システム
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 准教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション / 胸郭 / 呼吸 / 有限要素法 (他6件)
【概要】胸郭に生じうる欠損のパターンは多岐にわたるが、どの部位にどのような大きさの欠損が生じると、どの程度呼吸機能が低下するのかに関して解析は行われていない。 本研究においては胸郭運動を正確に模したコンピューターシミュレーションモデルを作成し機能評価を行うことで、胸壁欠損の大きさと部位が呼吸機能に与える影響を解明した。 欠損が側方下部に存在する場合、患側胸郭の換気量は、正常の片側胸郭の換気量の約40パーセ...
【工学】総合工学：重合メッシュ法 ／有限要素法を含む研究件
❏大規模構造体の脆性亀裂停止性能評価の一般化：破壊力学モデルと合理的試験体系の確立(18H03811)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
【キーワード】破壊力学 / 脆性破壊 / 高速亀裂伝播 / アレスト / 有限要素法 (他8件)
【概要】本研究では、大型構造物における脆性亀裂伝播停止性能評価の一般化に向けた研究として、(1) 継手等の複雑な構造因子が亀裂伝播に与える影響の解明、(2) 局所限界破壊応力理論を実装した数値解析手法の開発、を行った。構造不連続を含む継手構造に対し、高速度カメラ計測拡張有限要素法による数値解析を行った結果、構造因子によるアレスト性能向上効果が極めて高いことが明らかとなった。さらに、実用性の高い構造設計手法...
❏イメージベースト重合メッシュ法による不均質体のノンローカル応力解析とその検証(14350058)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】高野 直樹 立命館大学, 理工学部, 教授 (10206782)
【キーワード】イメージベース手法 / 重合メッシュ法 / マルチスケール法 / 有限要素法 / モルフォロジー (他10件)
【概要】独自の重合メッシュ法(mesh superposition method)を用い、実際の不均質材料の3次元ミクロ構造モデリングを高分解能X線CTを用いるイメージベース手法により行う新たな「イメージベースト重合メッシュ法」を提案した。この手法は、これまでのマルチスケール法で取り扱うことが不可能であった継手界面や、局部的に集中して現れる塑性域、損傷域の考慮、ひずみ勾配を考慮した問題などのノンローカル問...
❏大型浮体構造物のマルチスケール解析手法の研究(12450405)
【研究テーマ】海洋工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2000 - 2002
【研究代表者】大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
【キーワード】マルチスケール解析 / 重合メッシュ法 / 大規模解析 / ズーミング / クラック解析 (他13件)
【概要】近年,海上空港の実現に向けて超大型浮体構造物に関する研究が盛んになされ,メガフロートをはじめとする各種の実証実験も行われている.このような超大型浮体物の構造に対して,実証実験による強度評価は困難で,計算による手法に頼らざるを得ない.大規模構造物に対し,波浪荷重による全体の挙動を解析しながら詳細部分の応力状態を調べるためには,異なるスケールのモデルを連成させるマルチスケール解析が必要である. そこで...
【工学】総合工学：領域分割法 ／有限要素法を含む研究件
❏「複雑系の数値解析と最適制御の研究」(10440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】河原田 秀夫 千葉大学, 工学部, 教授 (90010793)
【キーワード】複雑系 / 数値解析 / 生態系 / 多相流 / 自由境界問題 (他19件)
【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...
❏非構造格子の並列数値処理の研究(09680327)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1997 - 1998
【研究代表者】小柳 義夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60011673)
【キーワード】線形方程式 / 非構造格子 / CG法 / 前処理 / 並列化 (他17件)
【概要】本研究では、偏微分方程式を不規則な構造をもった格子で離散化した線形方程式の解法を研究し、併せてその並列計算機上への実装を研究した。 1) Bi-CGSTAB法の前処理 本研究ではマルチグリッド(MG)法を前処理として用いるマルチグリッド前処理付Bi-CGSTAB(MGBi-CGSTAB)法を、不規則な構造の有限要素法によって離散化した移流拡散方程式に適用し,数値実験を行なった.この結果,MGBi-...
【工学】総合工学：座屈 ／有限要素法を含む研究件
❏強震時の地盤と構造物の動的相互作用を活用した上屋応答と杭基礎応力の低減(17360265)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】時松 孝次 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50134846)
【キーワード】杭基礎 / 土圧 / 座屈 / 液状化 / 振動台実験 (他11件)
【概要】近年の地震では、近接した同一条件地盤にある建物間で、杭が損傷し上屋は無事であった事例、逆に、杭は無事で上屋が損傷した事例が認められた。このことは、地盤と構造物の相互作用を理解して構造物設計に反映することで、上屋の応答を低減するとともに基礎被害を防止する可能性を示している。そこで、本研究では、地盤と構造物との非線形動的相互作用の理解を深め、その効果を積極的に利用して、上屋応答と基礎応力の低減を図る基...
❏壁面乱流の知的能動制御に用いるマイクロ・アクチュエータに関する研究(10750141)
【研究テーマ】熱工学
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】1998 - 1999
【研究代表者】鈴木 雄二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80222066)
【キーワード】電歪ポリマー / 座屈 / 構成方程式 / 有限要素法 / マイクロ熱膜センサ (他9件)
【概要】壁面に沿うせん断乱流は,工学・工業上において極めて重要な現象であり,資源問題や環境問題が表面化した現在において,それらを人為的に制御することは機器の高性能化,高効率化,小型化等を図るための大きな技術的課題である.本研究では,壁面乱流のアクティブ制御に用いるマイクロ・アクチュエータの基本構造を開発し,壁乱流の準秩序構造をセンシングしながら多数のアクチュエータを適切な位相で動作させて制御を行い,制御成...
【工学】総合工学：マルチスケール解析 ／有限要素法を含む研究件
❏新しい接触・摩擦理論構築のためのマルチスケールシミュレータの開発(24360044)
【研究テーマ】機械材料・材料力学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】泉 聡志 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30322069)
【キーワード】マルチスケール解析 / 摩擦 / 凝着 / 樹脂 / 機械材料・材料力学 (他8件)
【概要】固体間摩擦はマルチスケールのラフネス（multi-asperity）が関与する複雑系の現象であることがわかってきている．本研究では，ラフネスのスケールをマクロ・メゾ・ナノの三つに領域に分け，それぞれのスケールのモデリングを統合するマルチスケールシミュレータを開発する．すなわち，マクロスケールのうねりには陽解法接触・摩擦有限要素法を，メゾスケールのフラクタル（セルフアフィン）なラフネスにはPerss...
❏大型浮体構造物のマルチスケール解析手法の研究(12450405)
【研究テーマ】海洋工学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2000 - 2002
【研究代表者】大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
【キーワード】マルチスケール解析 / 重合メッシュ法 / 大規模解析 / ズーミング / クラック解析 (他13件)
【概要】近年,海上空港の実現に向けて超大型浮体構造物に関する研究が盛んになされ,メガフロートをはじめとする各種の実証実験も行われている.このような超大型浮体物の構造に対して,実証実験による強度評価は困難で,計算による手法に頼らざるを得ない.大規模構造物に対し,波浪荷重による全体の挙動を解析しながら詳細部分の応力状態を調べるためには,異なるスケールのモデルを連成させるマルチスケール解析が必要である. そこで...
【工学】総合工学：モード解析 ／有限要素法を含む研究件
❏構造系と制御系の同時最適設計方法による光サーボ系の開発(03452139)
【研究テーマ】機械力学・制御工学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1991 - 1992
【研究代表者】長松 昭男 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016640)
【キーワード】振動 / 制御 / 最適設計 / 光サーボ / モード解析 (他8件)
【概要】光サーボ系の高性能化を図るために、構造系と制御系の同時最適化方法の開発を目的として研究を行い、以下の成果を得た。 制御性の考慮した構造系の最適設計法を提案した。ここでは、振動の節により作り出される不可制御性、および不可観測性を積極的に利用することにより、制御性に優れた構造系を設計できることを示し、著者らが提案した共振点消去理論によりこの最適化を実現する方法を示した。そして、新しい一体整形型の光ピッ...
❏部分構造合成法による内燃機関の振動と騒音の解析方法の開発(62460108)
【研究テーマ】機械力学・制御工学
【研究種目】一般研究(B)
【研究期間】1987 - 1988
【研究代表者】長松 昭男 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016640)
【キーワード】振動 / 騒音 / 内燃機関 / 部分構造合成法 / モード解析 (他7件)
【概要】前年度は、内燃機関の振動特性を部分構造合成法によって解析する方法を提案した。これに続いて本年度は、以下の研究を行った。 1.クランク軸とシリンダブロックの間の油膜特性を実験的に決定する装置を製作し、実験を行った。測定データ中に混入する周期ノイズを除去する方法を提案し、これにより、従来のように加振器を用いる調和加振ではなく、より簡単な打撃加振によって油膜特性を決定することが可能になった。モデル軸受に...
【工学】総合工学：有限要素解析(FEM) ／有限要素法を含む研究件
❏強震時の地盤と構造物の動的相互作用を活用した上屋応答と杭基礎応力の低減(17360265)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】時松 孝次 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50134846)
【キーワード】杭基礎 / 土圧 / 座屈 / 液状化 / 振動台実験 (他11件)
【概要】近年の地震では、近接した同一条件地盤にある建物間で、杭が損傷し上屋は無事であった事例、逆に、杭は無事で上屋が損傷した事例が認められた。このことは、地盤と構造物の相互作用を理解して構造物設計に反映することで、上屋の応答を低減するとともに基礎被害を防止する可能性を示している。そこで、本研究では、地盤と構造物との非線形動的相互作用の理解を深め、その効果を積極的に利用して、上屋応答と基礎応力の低減を図る基...
❏光ファイバセンサによる先進複合材料グリッド構造の損傷検出手法の確立(16760643)
【研究テーマ】航空宇宙工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】岡部 洋二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90313006)
【キーワード】グリッド構造 / 炭素繊維強化プラスチック / FBGセンサ / ひずみ計測 / 損傷位置同定 (他9件)
【概要】炭素繊維強化プラスチック(CFRP)一方向材をリブに用いた先進グリッド構造において,昨年度に実施した衝撃試験の結果,繊維の局所座屈でリブの圧縮側に亀裂が入ることがわかった.そこで本年度は,そのような損傷に対応できるように,三次元梁要素に線形拘束条件式を組み合わせた有限要素解析手法を確立した.その結果,損傷を有するグリッド構造の各リブにおけるひずみの測定結果を,本解析手法で正確に再現することが可能と...
❏鉄筋腐食によるRC構造部材の耐力性能低下に関する研究(06402045)
【研究テーマ】建築構造・材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】友澤 史紀 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50211404)
【キーワード】鉄筋の腐食 / ひびわれ / 降伏点 / 付着 / 有限要素解析 (他23件)
【概要】鉄筋の腐食程度とRC構造部材の耐力性能との関係を定量的に把握するとともに、炭素繊維シートによる補強工法の鉄筋が腐食したRC構造部材への適用について検討した結果をまとめると以下のようになる。 1、有限要素解析の結果、鉄筋の腐食形態によってかぶりコンクリートのひびわれ方向は異なり、局部的な腐食ほどひびわれ発生に必要な腐食量が大きくなることがわかった。 2、孔食及び全面均一腐食それぞれについて、鉄筋の力...
【医歯薬学】外科系臨床医学：加速耐久試験 ／有限要素法を含む研究件
❏人工臓器の耐久性・生体適合性を早期に予測するシステムの開発(09470288)
【研究テーマ】胸部外科学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1997 - 1999
【研究代表者】梅津 光生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90132927)
【キーワード】加速耐久試験 / ISO基準 / ポリマー弁 / Jellyfish弁 / 有限要素法 (他17件)
【概要】人工臓器の耐久性を正確に早期に予測するために、人工心臓用高分子弁(Jellyfish弁)を対象として研究を進めた。その理由は、この弁を人工心臓に組み込み、慢性動物実験を行ったところ、世界最長の312日の使用で弁葉が破断したという例があり、これが現実の耐久性を示すよい指標となると考えたからである。有限要素法による解析の結果、中心から7mmの位置に補強のリムを設けた新しいJellyfish弁の設計を提...
❏国際規格対応の心臓代用弁多機能評価シュミレータの開発(06557073)
【研究テーマ】胸部外科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】梅津 光生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90132927)
【キーワード】心臓代用弁 / 加速耐久試験 / 耐久性 / Jellyfish弁 / クリープ (他15件)
【概要】本研究では,生体内における人工弁の耐久性を加速耐久試験においていかに再現するかを検討し,国際規格対応の信頼性の高い装置を開発することを目的とした.その第一歩としてJelly-Fish弁(以下JF弁)を用いて,装置性能を向上させるという方法を採用した.1994年度の動物実験において,約1年間の駆動後人工心臓のJF弁の膜にクリープ破断が生じた.そこで,その結果の再現に必要な加速耐久試験に要求される条件...
【医歯薬学】外科系臨床医学：Jelly-fish弁 ／有限要素法を含む研究件
❏人工臓器の耐久性・生体適合性を早期に予測するシステムの開発(09470288)
【研究テーマ】胸部外科学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1997 - 1999
【研究代表者】梅津 光生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90132927)
【キーワード】加速耐久試験 / ISO基準 / ポリマー弁 / Jellyfish弁 / 有限要素法 (他17件)
【概要】人工臓器の耐久性を正確に早期に予測するために、人工心臓用高分子弁(Jellyfish弁)を対象として研究を進めた。その理由は、この弁を人工心臓に組み込み、慢性動物実験を行ったところ、世界最長の312日の使用で弁葉が破断したという例があり、これが現実の耐久性を示すよい指標となると考えたからである。有限要素法による解析の結果、中心から7mmの位置に補強のリムを設けた新しいJellyfish弁の設計を提...
❏国際規格対応の心臓代用弁多機能評価シュミレータの開発(06557073)
【研究テーマ】胸部外科学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】梅津 光生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90132927)
【キーワード】心臓代用弁 / 加速耐久試験 / 耐久性 / Jellyfish弁 / クリープ (他15件)
【概要】本研究では,生体内における人工弁の耐久性を加速耐久試験においていかに再現するかを検討し,国際規格対応の信頼性の高い装置を開発することを目的とした.その第一歩としてJelly-Fish弁(以下JF弁)を用いて,装置性能を向上させるという方法を採用した.1994年度の動物実験において,約1年間の駆動後人工心臓のJF弁の膜にクリープ破断が生じた.そこで,その結果の再現に必要な加速耐久試験に要求される条件...
【医歯薬学】歯学：3次元解析 ／有限要素法を含む研究件
❏フリーメッシュ法による発展型CAE基盤ソフトウェアの開発(13355005)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2001 - 2003
【研究代表者】関東 康祐 豊橋技術科学大学, 機械システム工学系(工学部), 助教授 (60177764)
【キーワード】フリーメッシュ法 / 有限要素法 / オブジェクト指向 / 3次元解析 / 構造解析 (他16件)
【概要】本研究では、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発し、これをフリーソフトとして公開した。本ソフトの機能は,構造解析機能および,独自のプレーポスト機能を有するほか,スペインカタルニア工科大学の国際計算工学センターで開発されたプレーポストプロセッサであるGiDとの接続機能を持つ。本研究で得られた成果は以下のようにまとめられる。 ・機...
❏有限要素法および境界要素法を用いた電気機器における電磁力解析手法の開発(06650338)
【研究テーマ】電力工学・電気機器工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】1994 - 1996
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 有限要素・境界要素併用法 / リニアモータ / 磁極分割型同期モータ (他14件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な電磁力解析手法の開発を目的としている。解析手法としては,有限要素法,境界要素法,それに加えて我々が過去十数年近くにわたって研究開発を続けてきた有限要素・境界要素併用法を採用し,これらに関する基礎理論の研究と実機解析への応用を課題としてきた。基礎理論の検討としては,有限要素・境界要素併用法を運動する導体を含むモデルに適用し,解析精度の向...
❏磁界の強さを変数とする有限要素法と境界要素法の併用による三次元渦電流場の解析(03650240)
【研究テーマ】電力工学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1991 - 1993
【研究代表者】小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
【キーワード】有限要素法 / 境界要素法 / 渦電流場 / 三次元解析 / 辺要素 (他12件)
【概要】本研究は電気機器設計に対する応用を前提とした三次元電磁界の有力な解析手法の開発を目指しており、特に、今まで長期にわたり担当者が研究開発してきた有限要素・境界要素併用法の三次元化と渦電流問題への拡張が具体的な目標である。三次元解析では未知数の個数が急増するため、要素分割数を減らし計算機容量を節約せざるをえないのが現状であり、解析精度を落とすことなく未知数の個数を減らす工夫が重要である。本研究の対象で...
【医歯薬学】歯学：CT ／有限要素法を含む研究件
❏薄板スプライン形態解析に基づくナチョラピテクスの骨形状復元(15770158)
【研究テーマ】人類学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】荻原 直道 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70324605)
【キーワード】形態復元 / 薄板スプライン / 変形化石 / 3次元骨形状モデル / CT (他8件)
【概要】本研究では,土圧により塑性変形を受けた化石の合理的な形態復元アルゴリズムを考案し,その手法を用いてナチョラピテクス化石の形状復元を行うことを目的としている。本年は,四肢骨化石の形状復元手法の開発を行った。 復元の対象は,ナチョラピテクスのタイプ標本KNM-BG-35250の大腿骨遠位端(35250B)と,脛骨近位端(35250E)である。本研究では,現生霊長類の骨形状と化石の問の形態差をまず定量化...
❏セメントレス人工股関節の境界摩擦層を用いた有限要素法、境界要素法による応力解析(63570697)
【研究テーマ】整形外科学
【研究種目】一般研究(C)
【研究期間】1988 - 1989
【研究代表者】井村 慎一 福井医科大学, 医学部, 教授 (90019886)
【キーワード】セメントレス人工股関節 / 応力解析 / 有限要素法 / 境界摩擦層 / 大腿骨髄腔 (他14件)
【概要】セメントレス人工股関節の初期固定の獲得には、力学的に安定したインプラントのデザインが望まれる。X線像を基に大腿骨近位部の2次元モデルを作成し、月僧の開発した境界摩擦層を導入した有限要素法を用いて、ステムと骨との境界面における接触圧・大腿骨皮質骨の応力分布およびステムの変位量について解析した。ステムの長さは髄腔狭部下端付近にとどまるもの、太さは髄腔占拠率の高いもの、テ-パ-角は髄腔狭部内ではより小さ...
【医歯薬学】歯学：バイオメカニクス ／有限要素法を含む研究件
❏漏斗胸患者に対して、最適な手術計画を「オーダーメイド」するシステムの開発(15K01292)
【研究テーマ】生体医工学・生体材料学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション外科 / 先天変形 / 漏斗胸 / 有限要素法 (他14件)
【概要】胸郭の陥没を主徴とする先天性疾患である漏斗胸に対しては、金属バーを装着して陥没部分を挙上する手術が行われている。胸郭の形態は個体差が存在する。ゆえに良好な形態を得るためには単純にバーを装着するのみでは不十分であり、個々の胸郭の形態を観察しながら、一部の骨を離断したり、バーを装着する位置を変化したりする工夫が必要である。このように個々の患者の胸郭の特性にかんがみ、異なった手術計画をとる必要がある。そ...
❏呼吸運動のシミュレーション評価による、胸郭の欠損パターンに応じた至適再建法の解明(24500553)
【研究テーマ】医用システム
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】永竿 智久 香川大学, 医学部, 准教授 (20245541)
【キーワード】バイオメカニクス / シミュレーション / 胸郭 / 呼吸 / 有限要素法 (他6件)
【概要】胸郭に生じうる欠損のパターンは多岐にわたるが、どの部位にどのような大きさの欠損が生じると、どの程度呼吸機能が低下するのかに関して解析は行われていない。 本研究においては胸郭運動を正確に模したコンピューターシミュレーションモデルを作成し機能評価を行うことで、胸壁欠損の大きさと部位が呼吸機能に与える影響を解明した。 欠損が側方下部に存在する場合、患側胸郭の換気量は、正常の片側胸郭の換気量の約40パーセ...
❏2重スケール・オーバレイ・メッシュフリー粒子法による高精度構造/流体連成解析(17360043)
【研究テーマ】工学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】野口 裕久 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70218303)
【キーワード】メッシュフリー法 / 粒子法 / MPS法 / SPH法 / 流体 (他12件)
【概要】今日のソフト,ハードの両面から発展した計算科学技術をもってしても,構造/流体双方のトポロジーが変化するまでの大変形が生じる連成問題は従来のメッシュや格子を要する有限要素法や差分法では解析が不可能であることは広く知られている,一方でこれらの欠点を補うために,構造,流体それぞれの分野でメッシュフリー法や粒子法と呼ばれる手法が開発され精度の向上がはかられているが,両者にまたがる境界領域では,流体用に開発...
【医歯薬学】看護学：数理モデル ／有限要素法を含む研究件
❏革新的機械システムの創成を目指したリンク機構のトポロジー最適化法の開発(19K21916)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【研究代表者】山田 崇恭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598222)
【キーワード】トポロジー最適化 / 一般化連続体力学 / 数理モデル / 感度解析 / 偏微分方程式 (他20件)
【概要】本研究では、複数部材から構成される機械構造物に対するトポロジー最適化法を構築し、複数の部材を適材適所に配置可能な方法論を構築した。具体的には、レベルセット法に基づく形状表現を2つ以上の異なる複数部材を対象とした形状表現に拡張し、その形状表現法に基づいたトポロジー最適化法と具体的な数値解析アルゴリズムを構築した。次に、リンク機構の創成設計を目指して、所望の変形モードを実現する数理モデルの開発検討を行...
❏有限体積法の数学的基盤理論の確立(23340023)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】齊藤 宣一 東京大学, 数理(科)学研究科(研究院), 准教授 (00334706)
【キーワード】数値解析 / 数理モデル / 有限体積法 / 有限要素法 / 差分法 (他8件)
【概要】本研究プロジェクトでは，構造保存型の数値解法として理工学各分野で広く応用されている有限体積法に対する数学的な基盤理論の開発とその現実問題への応用を行なった。基礎的な面では、離散ソボレフの不等式、補間誤差不等式の最良定数、離散Rellichの定理、離散最大値の定理、離散微分形式などについて応用指向の進んだ結果を得ることができた。応用面では、細胞性粘菌の数理モデルに対して、構造保存型の有限体積法を開発...
❏「複雑系の数値解析と最適制御の研究」(10440025)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1998 - 2000
【研究代表者】河原田 秀夫 千葉大学, 工学部, 教授 (90010793)
【キーワード】複雑系 / 数値解析 / 生態系 / 多相流 / 自由境界問題 (他19件)
【概要】複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。 (1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会...
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