【研究領域課題番号】18K04576 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

粒子法 / 数値流体力学 / 水波 / 波浪 / 船舶海洋工学 / スラミング / 波力 / 流体解析 / 衝撃荷重 / 可変空間解像度 / 重合粒子 / シミュレーション

【研究成果の概要】

本研究では、研究代表者らが開発した可変解像度の粒子法の１つである双方向の重合粒子を用いて粒子数を効率的に削減し船舶に加わる波浪荷重を短い計算時間で予測可能な数値解析手法を開発した。具体的には、可変解像度の粒子法である双方向の重合粒子と楕円体粒子を用いて船舶に加わる波浪荷重を短い計算時間で予測可能な数値解析手法を開発した。本研究では低解像度領域、中解像度領域、高解像度領域の三段階に分けた。三段階で空間解像度を変化することができ、従来の単解像度や二段階での解像度変化と比べてより柔軟な解像度の設定が可能となった。

【研究の社会的意義】

本研究では、スラミング現象によって船体に加わる衝撃荷重を、汎用的に高速かつ高精度に計算するシミュレーション手法を開発した。手法として、流体の非線形現象を汎用的に解析することを得意とする粒子法を用いた。学術的独自性として、計算時間の短縮手法の導入が上げられる。研究代表者が開発した可変解像度の手法をスラミング計算に適用することで計算時間の短縮を行った。この成果は、従来の手法では解析が困難であった複雑な船首形状の影響の解析を可能にしたものであり、船舶の安全性の向上に貢献するものである。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】計算科学

【研究領域課題番号】17H02825 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

離散要素法 / 粉体工学 / 粉体 / 粉末金型充填 / シミュレーション / 数値流体力学 / DEM-CFD / 粉体シミュレーション / DEM / 固体-流体連成問題 / 計算力学 / 粒子法 / 粗視化 / 計算科学 / DEM粗視化モデル

【研究成果の概要】

申請者のグループで独自開発した、DEM粗視化モデルおよび符号付距離関数と埋込境界法を結合した壁境界モデル（薄板モデルを含む）が、粉末金型充填をはじめとする固気混相流体系に応用できることを理論的および実験的に示す。また、離散要素法で模擬した粉体の空間分布を反映した粉末圧縮シミュレーションを行うための計算手法を新たに開発する。

【研究の社会的意義】

金型を用いた粉体成形プロセスを経て製造される製品は、数え上げたら枚挙に暇がない。今日の粉体成形技術（金型設計から運転条件検討まで）は、職人の経験に支えられている。技術伝承を円滑に進めるため、コンピュータシミュレーションの粉体成形技術への応用が期待されている。本研究では、試作品を製作しなくても高精度な金型設計が可能となる革新的なシミュレータを開発する。本研究成果は、粉末金型充填の運転条件の最適化や粉末成形の歩留まりの向上に役立てられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)

【研究分野】脳神経外科学

【研究領域課題番号】15H04952 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイパス術 / 数値流体力学 / 脳動脈瘤 / 虚血性脳血管障害 / 脳血管疾患 / 脳血行再建術 / シミュレーション / 流体工学 / 脳神経疾患 / 流体力学 / 脳神経疾疾患

【研究成果の概要】

脳血行再建術は、脳動脈瘤や虚血性脳血管障害に対する確立された外科治療であるが、術後の血行動態を予測することが困難であるという問題点がある。本研究では位相コントラストMRI（PC-MRI）による脳血管血流計測、PET/SPECTによる脳組織血流計測、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics）によるシミュレーション技術を統合して、脳血行再建術後の局所における調節機構と脳全体の血流再配分機構のメカニズムの一端を解明した。本研究の成果は術後の血行動態を再現する広領域脳血流シミュレータの開発に結びつくもので、脳血行再建術の治療成績の向上に貢献するものである。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】建築環境・設備

【研究領域課題番号】20360259 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

温熱環境 / 非定常 / 非対称 / 人体生理モデル / 心理モデル / 数値流体力学 / シミュレーション / 被験者実験

【研究成果の概要】

本研究の目的は非定常・非対称温熱環境における環境物理、人体生理および心理状態を統合した新しい温熱環境評価指標を構築することである。被験者実験による生理・心理反応の把握、数値流体力学CFDを用いた不均一環境下での温熱快適性予測、数値シミュレーションによる局所の熱伝達係数・代表温度の同定、および二次元温冷感モデルの数値モデル化を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)