• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

粒子法の計算精度の向上に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H02824
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関東京大学

研究代表者

越塚 誠一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80186668)

研究分担者 柴田 和也  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30462873)
松永 拓也  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (40782941)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード計算力学 / 粒子法 / 流体力学 / 流体
研究成果の概要

研究代表者がこれまで独自に開発し研究を進めてきた粒子法であるMPS(Moving Particle Semi-implicit)法に関して、本研究では基礎的かつ発展的な研究を行った。具体的には、(1) 空間離散化の高精度化、(2) 壁境界条件の高精度化と高速化、(3) 定常問題の高精度化、(4) 表面張力モデルの高精度化、に対して研究を進め、多くの成果を得ることができた。従来よりも飛躍的に高精度かつ高速な粒子法シミュレーションが実施できるようになった。さらに、研究成果はジャーナル論文等で発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

粒子法は流体を粒子の集まりとしてシミュレーションを行う方法であり、従来の方法とは異なり空間を格子で覆う必要がない。そのため、自由表面や界面の複雑な運動を扱うことが容易である。粒子法の研究では日本が世界的に先導しており、日本発の商用プログラムが普及しつつある。
粒子法に限らず様々なシミュレーション手法は、高度な製品開発を効率的かつ迅速に行うためには必要不可欠な技術となっている。その中で粒子法は有力な手法の1つに成長しつつあり、自動車、機械、材料、食品、化粧品など、様々な分野で活用されている。本研究の成果により可能となった高精度の粒子法シミュレーションは、産業への波及効果が極めて大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 3件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 20件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] LSMPS法における壁境界条件の改良2019

    • 著者名/発表者名
      松永 拓也, 柴田 和也, 越塚 誠一
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 2019 号: 0 ページ: 20190012-20190012

    • DOI

      10.11421/jsces.2019.20190012

    • NAID

      130007680192

    • ISSN
      1347-8826
    • 年月日
      2019-07-18
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Modeling of Floating Bodies Transport for Flooding Analysis in Nuclear Reactor Building2019

    • 著者名/発表者名
      Z. Wang, F. Hu, G. Duan, K. Shibata and S. Koshizuka
    • 雑誌名

      Nuclear Engineering and Design

      巻: 341 ページ: 390-405

    • DOI

      10.1016/j.nucengdes.2018.11.031

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Stabilization of MPS to Arbitrary Geometries with a Generic Wall Boundary Condition2019

    • 著者名/発表者名
      T. Zhang, S. Koshizuka, P. Xuan, J. Li and C. Gong
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: 178 ページ: 88-112

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2018.09.008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Novel Multiphase MPS Algorithm for Modeling Crust Formation by Highly Viscous Fluid for Simulating Corium Spreading2019

    • 著者名/発表者名
      G. Duan, A. Yamajia and S. Koshizuka
    • 雑誌名

      Nuclear Engineering and Design

      巻: 343 ページ: 218-231

    • DOI

      10.1016/j.nucengdes.2019.01.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Truncation and Stabilization Error in Multiphase Moving Particle Semi-implicit Method Based on Corrective Matrix: Which Is Dominant?2019

    • 著者名/発表者名
      G. Duan, A. Yamaji, S. Koshizuka and B. Chen
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: 190 ページ: 254-273

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2019.06.023

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bucket-based multigrid preconditioner for solving pressure Poisson equation using a particle method2019

    • 著者名/発表者名
      Axel Soedersten, Takuya Matsunaga, Seiichi Koshizuka
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: 191 ページ: 104242-104242

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2019.104242

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification and Validation of Explicit Moving Particle Simulation Method for Application to Internal Flooding Analysis in Nuclear Reactor Building2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Wang, K. Shibata and S. Koshizuka
    • 雑誌名

      J. Nucl. Sci. Technol.

      巻: 55 号: 5 ページ: 461-477

    • DOI

      10.1080/00223131.2017.1412364

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MPS法における境界積分を用いたポリゴン壁境界表現2018

    • 著者名/発表者名
      松永 拓也,柴田 和也,越塚 誠一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 84 号: 864 ページ: 18-00197-18-00197

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00197

    • NAID

      130007439202

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Accurate and Stable Multiphase Moving Particle Semi-implicit Method based on a Corrective Matrix for All Particle Interaction Models2018

    • 著者名/発表者名
      G. Duan, A. Yamaji, S. Koshizuka and B. Chen
    • 雑誌名

      Int. J. Numer. Methods Eng.

      巻: 115 号: 10 ページ: 1287-1314

    • DOI

      10.1002/nme.5844

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An ALE particle method using upwind interpolation2017

    • 著者名/発表者名
      Fangyuan Hu, Takuya Matsunaga, Tasuku Tamai, Seiichi Koshizuka
    • 雑誌名

      Computers and Fluids

      巻: 145 ページ: 21-36

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2016.12.011

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Multiphase Moving Particle Semi-Implicit Method for Incompressible Interfacial Flow2017

    • 著者名/発表者名
      G. Duan, B. Chen, S. Koshizuka and H. Xian
    • 雑誌名

      Comput. Methods Appl. Mech. Engrg.

      巻: 318 ページ: 636-666

    • DOI

      10.1016/j.cma.2017.01.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Bingham snow model for train safety built using the Moving Particle Semi-Implicit method2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tao, K. Shibata and S. Koshizuka
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 2017 号: 0 ページ: 20170010-20170010

    • DOI

      10.11421/jsces.2017.20170010

    • NAID

      130005950378

    • ISSN
      1347-8826
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the consistency and convergence of particle-based meshfree discretization schemes for the Laplace operator2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tamai, K. Murotani and S. Koshizuka
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: xx ページ: 79-85

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2016.02.012

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Industrial Application of Moving Particle Semi-implicit Method for Fluid Dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka
    • 学会等名
      10th Int. Conf. on Computational Methods (ICCM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Particle Method Simulation for Tsunami Run-up and Flooding in Buildings2019

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka ", Taipei, December 17-20, 2019, 0392
    • 学会等名
      7th Asia-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粒子法による浮遊物の衝突シミュレーションとベイズ統計を用いた評価手法2019

    • 著者名/発表者名
      越塚誠一, 中島悠太郎
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Moving Particle Semi-implicit"法を用いた混相流解析の進展2019

    • 著者名/発表者名
      越塚誠一
    • 学会等名
      混相流シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Particle Method for Fluid Dynamics with Complex Free Surface Motion2018

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka
    • 学会等名
      4th Int. Conf. on Computational Design and Engineering (CODE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement and Verification of Moving Particle Semi-implicit Method for Multi-Physics Simulation of High Viscosity Fluids2018

    • 著者名/発表者名
      N. Benkemoun, S. Koshizuka and K. Shibata
    • 学会等名
      13th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XIII), 2nd Pan American Congress on Computational Mechanics (PANACM II)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison between Truncation and Stabilizing Error in Multiphase Moving Particle Semi-implicit Method Based on Corrective Matrix2018

    • 著者名/発表者名
      G. Duan, S. Koshizuka, A. Yamaji and B. Chen
    • 学会等名
      13th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XIII), 2nd Pan American Congress on Computational Mechanics (PANACM II)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Boundary Integral Based Method for Treatment of Solid Wall in a Particle Method2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsunaga, K. Shibata and S. Koshizuka
    • 学会等名
      13th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XIII), 2nd Pan American Congress on Computational Mechanics (PANACM II)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Reformulation of Pressure Poisson Equation for the Least Aquares Moving Particle Semi-implicit Methods2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tamai and S. Koshizuka
    • 学会等名
      13th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XIII), 2nd Pan American Congress on Computational Mechanics (PANACM II)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenges and Future Needs in Severe Accident R&R: Severe Accident R&D in Japan after Fukushima Accident2018

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka
    • 学会等名
      12th Int. Conf. Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-12)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Modelling of Moving Solid Transport for Flooding Accident in Nuclear Reactor Building2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Wang, K. Shibata and S. Koshizuka
    • 学会等名
      12th Int. Conf. Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-12)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel Approach for Crust Behavior in Corium Spreading Based on Multiphase MPS Method2018

    • 著者名/発表者名
      G. Duan, A. Yamaji and S. Koshizuka
    • 学会等名
      12th Int. Conf. Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-12)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPS法を用いた浮遊物の衝突計算とベイズ統計を用いた効率化2018

    • 著者名/発表者名
      中島悠太郎, 越塚誠一
    • 学会等名
      日本機械学会第31回計算力学講演会 (CMD2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Consistent Inlet and Outlet Conditions for ALE Particle Method2017

    • 著者名/発表者名
      F. Hu and S. Koshizuka
    • 学会等名
      Proc. 8th Int. Conf. Computational Methods (ICCM2017), Guilin, July 25-29, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Explicit Moving Particle Simulation Method for Internal Flooding in Nuclear Reactor Building2017

    • 著者名/発表者名
      Z. Wang, K. Shibata and S. Koshizuka
    • 学会等名
      17th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Gydraulics (NURETH-17), Xi'an, September 3-8, 2017, 20379
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large-scale Numerical Simulation of Flooding in Nuclear Power Station Using Particle Method2017

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka
    • 学会等名
      2nd Sino-German Symposium on Fundamentals of Advanced Nuclear Safety Technology (SG-FANS), Karlsruhe, September 12-15, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Particle Method for Incompressible Viscous Flow with Free Surfaces: Fundamental Modeling and Industrial Application2017

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka
    • 学会等名
      5th Int. Conf. on Particle-based Methods. Fundamentals and Applications (Particles 2017), Hannover, September 26-28, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Posteriori Error Estimation Technique for Particle Methods Using Meshfree Compact Schemes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tamai and S. Koshizuka
    • 学会等名
      5th Int. Conf. on Particle-based Methods. Fundamentals and Applications (Particles 2017), Hannover, September 26-28, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of Laminar Flows over a Backward-facing Step Using an ALE Particle Method2017

    • 著者名/発表者名
      F. Hu, T. Tamai and S. Koshizuka
    • 学会等名
      5th Int. Conf. on Particle-based Methods. Fundamentals and Applications (Particles 2017), Hannover, September 26-28, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification of the Moving Particle Semi-implicit Method for Multi-physics Simulation in Thermoplastic Injection Process2017

    • 著者名/発表者名
      N. Benkemoun, S. Koshizuka and K. Shibata
    • 学会等名
      5th Int. Conf. on Particle-based Methods. Fundamentals and Applications (Particles 2017), Hannover, September 26-28, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Accurate and Stable Multiphase MPS Method with Corrective Matrix2017

    • 著者名/発表者名
      G. Duan, S. Koshizuka, A. Yamaji and B. Chen
    • 学会等名
      5th Int. Conf. on Particle-based Methods. Fundamentals and Applications (Particles 2017), Hannover, September 26-28, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional Flooding Analysis in a Building by Tsunami Run-up Using Explicit MPS Method2017

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka, Y. Nannichi, Z. Wang, K. Murotani, K. Shibata, E. Nagai, T. Fujisawa and A. Anju
    • 学会等名
      2nd Int. Conf. Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE 2017), Chengdu, October 15-18, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modelling Floating Body for Flooding in Nuclear Reactor Building Using a Particle Method2017

    • 著者名/発表者名
      Z. Wang, K. Shibata and S. Koshizuka
    • 学会等名
      10th XJTU-UT-SJTU Joint International Symposium on Nuclear Science and Technology, Xi'an, Nov. 22-24, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メッシュフリーコンパクトスキームを用いた事後誤差推定法の基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      玉井佑, 越塚誠一
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会論文集, さいたま, May 31-June 2, 2017, A-08-4
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MPS法での壁境界表現における境界積分を用いた計算アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      松永拓也, 柴田和也, 越塚誠一
    • 学会等名
      日本機械学会第30回計算力学講演会 (CMD2017), 東大阪, September 16-18, 2017, 139
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] メッシュフリーコンパクトスキームを用いた事後誤差推定法に基づくアダプティブアルゴリズムの基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      玉井佑, 越塚誠一
    • 学会等名
      日本機械学会第30回計算力学講演会 (CMD2017), 東大阪, September 16-18, 2017, 287
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Moving Particle Semi-implicit Method2018

    • 著者名/発表者名
      S. Koshizuka, K. Shibata, M. Kondo and T. Matsunaga
    • 総ページ数
      293
    • 出版者
      Academic Press
    • ISBN
      9780128127797
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi