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転移学習を利用した高温二相流体のレオロジー特性予測システム構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H01762
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26060:金属生産および資源生産関連
研究機関九州大学

研究代表者

齊藤 敬高  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80432855)

研究分担者 西郷 浩人  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (90586124)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
キーワード見かけ粘度 / サスペンション / フォーム / 非ニュートン流体 / 粘弾性流体 / 機械学習 / ガウス過程 / 回帰計算 / 転移学習 / 多相流体 / 実験式
研究成果の概要

本研究では、室温でのシリコーンオイルまたはグリセロール水溶液中のポリエチレンビーズからなる分散粒子のサスペンション粘度を測定し,粘度を推定するための経験的モデルを提案した。 さらに、CaO-Al2O3-SiO2-MgO スラグのマトリックス中に分散した CaO および MgO 粒子のサスペンション粘度を 1773 K で測定し、提案された粘度式の適用性を調査した。 同等の測定条件下では、グリセロールサスペンションの粘度はシリコーンオイルよりも高かった。 溶融スラグサスペンションの粘度上昇の傾向は、室温サスペンションのそれと同様であり、ビンガムの非ニュートン挙動を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題では,研究代表者がこれまで開発してきた高温二相共存融体(サスペンションおよびフォーム)の粘性に関する一連の手法を余すことなく駆使し,高精度な実験データを積み上げた.ここでは,比較的に実験が容易でデータ数の大きな室温系の見かけ粘度挙動から,機械学習に関する優れた実績が豊富な研究分担者とともに,挙動が似て非なる高温系の流動挙動を推定するモデルを転移学習および特徴選択によって構築し,同分野における機械学習の適用を世界に先駆けて行った.また,得られたモデルはエクセル形式のスプレッドシートとして,国内の金属素材産業に携わる研究者に試用をしてもらっている.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Viscosity Evaluation of Simulated Foaming Slag with Interfacial Reaction at Room Temperature2021

    • 著者名/発表者名
      Shota HATANO, Shogo HAYASHI, Noritaka SAITO, and Kunihiko NAKASHIMA
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 61

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Viscosity of Slag Suspensions with a Polar Liquid Matrix2020

    • 著者名/発表者名
      Noritaka SAITO, Daigo HARA, Seiyu TERUYA, and Kunihiko NAKASHIMA
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 60 号: 12 ページ: 2807-2818

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2020-396

    • NAID

      130007956954

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • 年月日
      2020-12-15
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of Rheological Characteristics of Dual Phase Fluid at High Temperature utilizing Transfer Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Noritaka SAITO
    • 雑誌名

      Impact

      巻: 2020 号: 1 ページ: 82-84

    • DOI

      10.21820/23987073.2020.1.82

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Characterization of Secondary Phases Dispersed in Molten Slags utilizing Alternative Current Field2021

    • 著者名/発表者名
      Noritaka Saito, and Kunihiko NAKASHIMA
    • 学会等名
      MOLTEN2021,The 11th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 交流電場を用いた酸化物融体のみえる化2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤敬高,中島邦彦
    • 学会等名
      高温物性値フォーラム令和2年度リモート研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 界面反応をともなう模擬フォーミングスラグの粘性挙動2021

    • 著者名/発表者名
      波多野翔太,齊藤敬高,中島邦彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第181回春季講演大会 日本金属学会 2021年春期(第168回)講演大会 共同セッション「高温溶融体の物理化学的性質」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 固液共存スラグの流動挙動に及ぼす界面電荷の影響2021

    • 著者名/発表者名
      原大吾,齊藤敬高,中島邦彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 高温プロセス部会 多相融体の流動理解のためのスラグみえる化研究会中間報告会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 界面反応をともなう室温模擬フォーミングスラグの流動挙動2020

    • 著者名/発表者名
      波多野翔太,齊藤敬高,中島邦彦
    • 学会等名
      資源・素材学会九州支部 令和2年度春季例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous Evaluation of Viscous and Crystallization Behaviors of Silicate Melts by Capacitance and Viscosity Measurement2020

    • 著者名/発表者名
      Noritaka Saito, and Kunihiko NAKASHIMA
    • 学会等名
      Glass Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スラグサスペンションの流動特性に及ぼす界面電荷の影響2020

    • 著者名/発表者名
      原大悟,齊藤敬高,中島邦彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第178回春季講演大会 日本金属学会 2020年春期(第166回)講演大会 共同セッション「高温溶融体の物理化学的性質」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 固体もしくは気体が共存したスラグの流動特性2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤敬高,助永壮平,中島邦彦
    • 学会等名
      日本学術振興会 素材プロセシング第69委員会第1分科会(非鉄製錬関連技術)第60回研究会「非鉄製錬スラグの現状と課題および将来展望」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous Evaluation of Viscosity an Crystallization Behavior of Silicate Melt by Electrical Capacitance Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Noritaka SAITO, and Kunihiko NAKASHIMA
    • 学会等名
      ICG 2019, 25th International Congress on Glass
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Wettability, Viscosity, and Crystallization Behavior of High Temperature Melts2019

    • 著者名/発表者名
      Noritaka SAITO
    • 学会等名
      Third TITECH-CRIEPI-JAEA Joint Workshop - R&D updates on fuel debris and FP behavior during severe accidents -
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多相融体の流動理解のためのスラグみえる化2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤敬高
    • 学会等名
      日本実験力学会 2019年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 三相共存スラグの粘性挙動に及ぼす分散気泡の影響2019

    • 著者名/発表者名
      江頭誉志幸,齊藤敬高,中島邦彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第178回秋季講演大会 日本金属学会 2019年秋期(第165回)講演大会 共同セッション「高温溶融体の物理化学的性質」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous Evaluation of Viscosity and Crystallization Behavior of Molten Slags and Fluxes2019

    • 著者名/発表者名
      Noritaka SAITO, and Kunihiko NAKASHIMA
    • 学会等名
      The 15th China-Japan Symposium on Science and Technology of Iron and Steel
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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