2019 Fiscal Year Annual Research Report
Proposition of stochastic multiphysics and multiscale modeling with its applications and validation
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16H04239
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
高野 直樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10206782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 章夫 京都工芸繊維大学, 繊維学系, 准教授 (80569533)
松田 哲也 筑波大学, システム情報系, 准教授 (90345926)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 / 確率的シミュレーション / 不確かさ / 熱処理シミュレーション / 相変態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物理的パラメータに含まれる不確かさを理論的に組み込み、高次項を含むNeumann展開による研究結果をふまえ、入力データの変動係数が3%以内の場合、一次展開近似の精度を確認し、誤差は裾野分布にしか現れないことを見出した。幾何的パラメータに含まれる不確かさも考慮し、ミクロ損傷進展挙動の膨大なシナリオからサブサンプリングを行う確率的解析手法を確立した。
(1) 短繊維強化複合材料のミクロ構造中の損傷進展を考慮した非線形解析： 各ランダム因子の影響度を分析する不確かさの伝播の定量的評価法を提案した。あわせて繊維配向、繊維長、繊維配置の確率分布あるいはランダム性を考慮したミクロ構造モデル生成ツールを開発した。
(2) 3D積層造形品に含まれる不確かさの解明と定量的評価： 積層プロセスのマルチフィジックスシミュレーションにおいて、アルミ合金造形品のサポート構造をパラメータとして、解析結果と実験結果の相関性の検討を行った。チタン合金のサポート構造内の多孔質アーキテクチャについてはマイクロCTイメージベース解析を実施し、残留金属粉末の影響を詳細に調査した。また、チタン合金の弾塑性材料モデルによる歯科補綴物の解析では、品質保証のためのバーチャル試験として境界条件に含まれる不確かさも考慮した解析手法を考案した。ナイロン12の積層角度による円孔のゆがみの確率的モデリングと弾塑性解析にも成功した。いずれの材料でも検証実験を行った。
(3) 鋼材焼入れプロセスシミュレーション： 相変態－熱伝導マルチフィジックス解析によりJIS SCr420鋼のSi, Mn, Ni, Crの質量分率のばらつきの影響の定量的な計算に成功した。
(4) 情報発信： 日本計算工学会第24回計算工学講演会におけるオーガナイズドセッション、不確かさのモデリング・シミュレーション法に関する研究会の活動として産業界向けセミナーを開催した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(27 results)
