2016 Fiscal Year Annual Research Report
現物モデリングによる実験・計測融合マルチレベルトライボロジーシミュレータの開発
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25220901
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
宮本 明 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (50093076)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畠山 望 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (50312666)
鈴木 愛 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (40463781)
三浦 隆治 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (00570897)
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Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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Keywords | トライボロジー / シミュレーション工学 / 表面・界面物性 |
Outline of Annual Research Achievements |
量子論に基づいてミクロとメソ、マクロを繋ぐ「マルチレベルトライボロジーシミュレータ」を世界に先駆けて開発してきたが、最近はトライボロジー分野の機器分析、計測試験方法が飛躍的に進歩しており、実験の進歩と理論・計算の進歩がなかなか相互に反映されず、十分な協奏・シナジーが発揮されて来なかった。そこで本研究では、これまで別々に進められてきた実験的手法と理論的・計算化学的な手法を融合した「実験融合マルチレベル計算化学手法」を、これも世界に先駆けてトライボロジー分野において実現し、次世代自動車、医療機器などの社会の期待が大きい技術に応用して、その有用性を実証する。さらに実験・計測そのものをマルチレベルでリアルにシミュレーションするシームレスシミュレータの開発と合わせて、トライボロジーにかかわる研究開発手法を飛躍的に革新する。 1.実験的な構造解析で使用される各種トライボロジー計測手法と、超高速化量子分子動力学法に基づくマルチスケール・マルチフィジックス手法を併用することで、実構造・本物構造のモデリング手法を実現するとともに、各種トライボロジー物性の理論予測手法を開発し、多様な例で活用を進めた。 2.原子レベルからの積み上げによるトライボ計測・トライボ試験結果予測手法を開発して多くの共同研究で活用するとともに、マルチスケール・マルチフィジックス計算化学手法を用いて各種シミュレータとのリンクを進めた。 3.実験研究者との共同を加速するためのヒューマンインターフェイスの開発を進め、シミュレーション結果をもっと実験研究者に理解しやすくなるように工夫した。 4.企業を含む国内外の多くの実験研究者との連携を進め、開発シミュレータの有効性の検証と課題抽出を行った。さらに幅広い実験研究者との連携、共同研究を進めており、新たにスノースポーツ分野、原子力分野の企業・大学等との共同も生まれた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
年度当初に計画していた実施項目をすべて達成できたのみならず、各種製造業企業と共同研究への応用を通じてより高性能なシミュレーション手法に発展できたため。
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Strategy for Future Research Activity |
年度計画に従って実施していく。具体的には、5年間の総仕上げを進めるとともに、実験研究者との連携を通して、学術的価値を高める研究を推進する。
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[Journal Article] Particulate Matter Formation Dynamics as Investigated by Ultra-Accelerated Quantum Chemical Molecular Dynamics Coupled with Canonical Monte Carlo Method2016
Author(s)
Akira Miyamoto, Kenji Inaba, Yukiko Obara, Yukie Ishizawa, Emi Sato, Mai Sase, Patrick Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Jun Hashimoto, and Kazuhiro Akihama
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Journal Title
SAE Technimcal Paper
Volume: 01
Pages: 0533
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Multiscale, Multiphysics Computational Chemistry Methods based on Artificial Intelligence Integrated Ultra-Accelerated Quantum Molecular Dynamics for the Application to Automotive Emission Control2016
Author(s)
Akira Miyamoto, Kenji Inaba, Yukie Ishizawa, Manami Sato, Rei Komuro, Masashi Sato, Ryo Sato, Patrick Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Masanori Hariyama
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Journal Title
SAE Technical Paler (SAE/JSAE 2016 Small Engine Technology Conferecnce & Exhibition)
Volume: 32
Pages: 0067
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Accurate Temperature Measurement of Interface between Ski and Snow Surface for Frictional Heating Evaluation2016
Author(s)
Junnosuke Okajima, Takahiro Okabe, Naoto Miyamoto, Tatsuo Morimoto, Nozomu Hatakeyama, Kazuhiko Tsunoda, Tsutomu Sasaki, Kenji Kosugi, Katsumi Ito, Masatoshi Suzuki, Tesuo Shoji, Shigenao Maruyama, Akira Miyamoto, Akihiro Isomura
Organizer
ICSS 2016 - International Congress on Science and Skiing
Place of Presentation
Ski Austria Academy, St. Christoph a. Arlberg, Austria
Year and Date
2016-12-13
Int'l Joint Research
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[Presentation] A Portable Post-Processed Kinematic GNSS Receiver for Advanced Ski Measurements2016
Author(s)
Naoto Miyamoto, Tatsuo Morimoto, Satoshi Mori, Tetsu Miura, Kotaro Okushi, Patrick Alai Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Akihiro Isomura, Akira Miyamoto
Organizer
ICSS 2016 - International Congress on Science and Skiing
Place of Presentation
Ski Austria Academy, St. Christoph a. Arlberg, Austria
Year and Date
2016-12-12
Int'l Joint Research
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[Presentation] Cross Country Skiing Experiments for "Delight" Evaluation by Electro-Oculography2016
Author(s)
Nozomu Hatakeyama, Hajime Ishii, Kayako Araki, Kotaro Okushi, Patrick Alain Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Akihiro Isomura, Akira Miyamoto, Shohei Yamazaki, Shigeyuki Ikeda, Motoaki Sugiura, Ryuta Kawashima
Organizer
ICSS 2016 - International Congress on Science and Skiing
Place of Presentation
Ski Austria Academy, St. Christoph a. Arlberg, Austria
Year and Date
2016-12-12
Int'l Joint Research
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[Presentation] Multiscale, Multiphysics Computational Chemistry Methods Based on Artificial Intelligence Integrated Ultra-Accelerated Quantum Molecular Dynamics for the Application to Automotive Emission Control2016
Author(s)
Akira Miyamoto, Kenji Inaba, Yukie Ishizawa, Manami Sato, Rei Komuro, Masashi Sato, Ryo Sato, Patrick Alain Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Masanori Hariyama
Organizer
SAE/JSAE 2016 Small Engine
Place of Presentation
Charleston, South Carolina, USA
Year and Date
2016-11-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] A Compact, Lightweight and Millimeter-Accurate GPS Logger2016
Author(s)
Naoto Miyamoto, Tatsuo Morimoto, Kayako Araki, Kotaro Okushi, Patrick Alain Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto
Organizer
International Conference on Global/Local Innovations for Next Generation Automobiles
Place of Presentation
Sendai, Japan
Year and Date
2016-10-11
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Efficiency and Aging of the Next Generation of Automotive Catalysts using Artificial Intelligence-Based Multiscale, Multiphysics Simulations2016
Author(s)
Patrick Bonnaud, Kenji Inaba, Yukie Ishizawa, Manami Sato, Rei Komuro, Masashi Sato, Ryo Sato, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Masanori Hariyama, Akira Miyamoto
Organizer
2016 TFC ELyT Workshop 8th Annual Workshop
Place of Presentation
Tohoku University & Miyagi Zao Royal Hotel (宮城県・仙台市)
Year and Date
2016-10-08
Int'l Joint Research
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[Presentation] Ultra-Accelerated Quantum Chemical Molecular Dynamics Investigation of Lower Recontamination by Pt Coating Process2016
Author(s)
Nozomu Hatakeyama, Yukie Ishizawa, Ryo Sato, Kenji Inaba, Patrick Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Akira Miyamoto, Toshimasa Ohashi, Tsuyoshi Ito, Hideyuki Hosokawa, Toru Kawasaki
Organizer
20th Nuclear Plant Chemistry Conference(NPC2016)
Place of Presentation
Brighton, UK
Year and Date
2016-10-03
Int'l Joint Research
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[Presentation] 無人スキーを用いたスキー板と雪面の摩擦力計測2016
Author(s)
宮本直人,角田和彦,佐々木敏,星野宏司,森本達郎,荒木佳也子,大串巧太郎,ボノーパトリック,三浦隆治,鈴木愛,畠山望,宮本明
Organizer
日本スキー学会秋季大会
Place of Presentation
中央大学後楽園キャンパス(東京都・文京区)
Year and Date
2016-09-03
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[Presentation] 携帯型キネマティック GPS を用いたスキーワックスの高精度摩擦係数推定2016
Author(s)
宮本 直人,森本達郎,森敏,磯村明宏,荒木 佳也子,大串巧太郎,ボノー パトリック,三浦 隆治,鈴木 愛,畠山 望,宮本明
Organizer
日本スキー学会秋季大会
Place of Presentation
中央大学後楽園キャンパス(東京都・文京区)
Year and Date
2016-09-03
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[Presentation] クロスカントリースキー滑走中の眼電位データ解析2016
Author(s)
畠山 望,石井 肇,荒木 佳也子,大串 巧太郎,ボノー パトリック,三浦 隆治,鈴木愛,宮本 直人,磯村 明宏,宮本 明,山崎 翔平,池田 純起,杉浦 元亮,川島隆太
Organizer
日本スキー学会秋季大会
Place of Presentation
中央大学後楽園キャンパス(東京都・文京区)
Year and Date
2016-09-03
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[Presentation] 眼電計によるデライト評価のためのスキー滑走実験2016
Author(s)
池田純起,山崎翔平,杉浦元亮,川島隆太,畠山望,大串巧太郎,ボノー・パトリック,三浦隆治,鈴木愛,宮本直人,磯村明宏,宮本明
Organizer
第27回冬季スポーツ科学フォーラム(2016札幌)
Place of Presentation
北翔大学北方圏学術情報センターPORTO(北海道・札幌市)
Year and Date
2016-06-26
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[Presentation] スキーワックスの摩擦係数の高精度推定装置の開発2016
Author(s)
宮本直人,森本達郎,森敏,磯村明宏,荒木佳也子,大串国太郎,ボノー・パトリック,三浦隆治,鈴木愛,畠山望,宮本明
Organizer
第27回冬季スポーツ科学フォーラム(2016札幌)
Place of Presentation
北翔大学北方圏学術情報センターPORTO(北海道・札幌市)
Year and Date
2016-06-26
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[Presentation] Theoretical Calculations of Local Physico-Chemical-Mechanical Properties based on Ultra-Accelerated Quantum Chemical Molecular Dynamics for Multiscale, Multiphysics Tribological Simulation2016
Author(s)
Akira Miyamoto, Patrick Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Sumio Kozawa, and Mark C. Williams
Organizer
2016 STLE Annual Meeting & Exhibition
Place of Presentation
Las Vegas, Nevada, USA
Year and Date
2016-05-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Particulate Matter Formation Dynamics as Investigated by Ultra-Accelerated Quantum Chemical Molecular Dynamics Coupled with Canonical Monte Carlo Method2016
Author(s)
Akira Miyamoto, Kenji Inaba, Yukiko Obara, Yukie Ishizawa, Emi Sato, Mai Sase, Patrick Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Jun Hashimoto, and Kazuhiro Akihama
Organizer
SAE 2016 World Congress
Place of Presentation
Detroit, Michigan, USA
Year and Date
2016-04-12
Int'l Joint Research
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