変形物体の陰関数表現と流体シミュレーション

• 研究課題/領域番号: 15K04766
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計算科学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 仲田 晋 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (00351320)
• 研究協力者: 金築 康友
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: コンピュータグラフィックス / 流体シミュレーション / 数値解析 / 可視化 / 粒子法 / 形状モデリング

研究成果の概要

流体の運動をコンピュータ上で計算する技術として流体シミュレーションがある．本研究課題は障害物が変形する状況でこの流体シミュレーションを実現することを目的としている．この目的を達成するために，変形物体を表現するための技術の開発，変形物体を障害物とする流体シミュレーション技術の開発，およびその結果を目視で確認するための可視化技術の開発を行った．最終的に，3次元空間において，流体シミュレーションを実行しながらユーザが障害物を変形する技術を開発した．また，流体シミュレーションの結果は粒子の集合であり，これを適切に可視化するためにCGの高品質描画の技術の導入に成功している．

研究成果

• [雑誌論文] Efficient local smoothed particle hydrodynamics with precomputed patches (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasutomo Kanetsuki、John C. Wells、Susumu Nakata
  • 雑誌名: International Journal of Computer Mathematics 巻: － 号: 1-2 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1080/00207160.2018.1425799
  • 査読あり
• [雑誌論文] Smoothed particle hydrodynamics method with partially defined fluid particles (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasutomo Kanetsuki, John C. Wells, Susumu Nakata
  • 雑誌名: Mathematical Methods in the Applied Sciences 巻: － 号: 6 ページ: 2299-2306
  • DOI: 10.1002/mma.4252
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Particle-based parallel fluid simulation in three-dimensional scene with implicit surfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Susumu Nakata, Yasuaki Sakamoto
  • 雑誌名: Journal of Supercomputing 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1766-1775
  • DOI: 10.1007/s11227-014-1323-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Moving particle semi-implicit method for fluid simulation with implicitly defined deforming obstacles (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasutomo Kanetsuki, Susumu Nakata
  • 雑誌名: 日本シミュレーション学会英文誌 巻: 2 号: 1 ページ: 63-75
  • DOI: 10.15748/jasse.2.63
  • NAID: 130005073856
  • ISSN: 2188-5303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast generation of smooth implicit surface based on piecewise polynomial (2015)
  • 著者名/発表者名: Taku Itoh, Susumu Nakata
  • 雑誌名: Computer Modeling in Engineering & Sciences 巻: 107 ページ: 187-199
  • 査読あり
• [学会発表] Interactive finite-difference time-domain simulation for designing multichannel photonic crystal waveguides (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Nakata, Y. Yokoyama, T. Itoh, G. Chen, S. Ikuno
  • 学会等名: International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
  • 国際学会
• [学会発表] Acceleration of particle based fluid simulation with adhesion boundary conditions using GPU (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanetsuki, S. Nakata
  • 学会等名: AsiaSim2017
  • 国際学会
• [学会発表] Efficient local smoothed particle hydrodynamics with precomputed patches (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanetsuki, J. C. Wells, S. Nakata
  • 学会等名: International Conference Computational and Mathematical Methods in Science and Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Automatic generation of 3-dimensional shape model having the structure of foamed aluminum (2016)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Fujita, Yuya Mitsutome, Keiko Watanabe, Susumu Nakata
  • 学会等名: The 35th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Interactive shape optimization of waveguide for electromagnetic wave using GPU-OpenGL (2016)
  • 著者名/発表者名: Gong Chen, Taku Itoh, Susumu Nakata, Soichiro Ikuno
  • 学会等名: The 35th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Smoothed particle hydrodynamics method with partially defined fluid particles (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasutomo Kanetsuki, John C. Wells, Susumu Nakata
  • 学会等名: 16th International Conference Computational and Mathematical Methods in Science and Engineering
  • 発表場所: Cadiz, Spain
  • 年月日: 2016-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] Real-time particle-based fluid simulation with interactively deformable obstacles (2015)
  • 著者名/発表者名: Koki Makishima, Susumu Nakata
  • 学会等名: The 34th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology
  • 発表場所: Toyama International Conference Center（富山県富山市）
  • 年月日: 2015-10-13
  • 国際学会