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高速マルチスケール動的解析法の開発とパワーMEMS設計への応用・検証

研究課題

研究課題/領域番号 20360059
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 機械材料・材料力学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

高野 直樹  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10206782)

研究分担者 鳥山 寿之  立命館大学, 理工学部, 教授 (30227681)
山東 篤  和歌山工業高等専門学校, 知能機械工学科, 講師 (50435442)
研究期間 (年度) 2008 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2008年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード動的解析 / モデル縮約法 / マルチスケール解析 / MEMS / 不確かさ / エッチングシミュレーション / モンテカルロシミュレーション / 確率均質化法 / 重合メッシュ法 / 高速化 / 応答曲面法 / 熱流体一構造連成 / パワーMEMS / 熱流体-構造連成解析 / マイクロ燃焼器 / 最適設計 / 熱流体解析 / 構造解析 / マイクロガスタービンエンジン
研究概要

基本構造の多数繰返しからなる構造体の高速動的手法の開発と、マイクロガスタービンエンジンMEMS燃焼器の設計・加工・燃焼実験を目的としている。モデル縮約によりPCで並列高速計算が行える上に、荷重条件の不確かさを考慮して低確率でしか起きない事象も逃さずに予測できる実用的手法と、保炎器の約1, 000個ものノズルの整列不整の影響を予測する確率均質化法などを開発した。燃焼実験において約1150K~1350Kの安定燃焼を確認できた。

報告書

(6件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (24件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 自動メッシュ分割を用いて重合メッシュ法の連成項を高精度に数値積分するための積分範囲の適切な分割方法2011

    • 著者名/発表者名
      山東篤
    • 雑誌名

      Transactions of JSCES(日本計算工学会論文集)

      巻: Vol.2011

    • NAID

      130008056298

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calibration of wet etching parameters for sacrifice layer of MEMS2011

    • 著者名/発表者名
      N. Takano, K. Sato, T. Toriyama, T. Yamazaki and S. Uesugi
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science and Technology

      巻: Vol.5 ページ: 106-119

    • NAID

      130001310992

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自動メッシュ生成を用いた重合メッシュ法における連成項の数値積分2011

    • 著者名/発表者名
      山東篤
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編)

      巻: Vol.76 ページ: 600-609

    • NAID

      130000874038

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calibration of wet etching parameters for sacrifice layer of MEMS2011

    • 著者名/発表者名
      高野直樹・佐藤健一・鳥山寿之・山埼透・上杉誠一
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science and Technology

      巻: 5 ページ: 106-119

    • NAID

      130001310992

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural strength prediction for porous titanium based on micro-stress concentration by micro-CT image-based multiscale simulation2010

    • 著者名/発表者名
      N. Takano, K. Fukasawa and K. Nishiyabu
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences

      巻: Vol.52 ページ: 229-235

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Strength Prediction for Porous Titanium Based on Micro-stress Concentration by Micro-CT Image-based Multiscale Simulation2010

    • 著者名/発表者名
      高野直樹, 深澤健, 西籔和明
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences 52

      ページ: 229-235

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural strength prediction for porous titanium based on micro-stress concentration by micro-CT image-based multiscale simulation2010

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takano, Ken Fukasawa, Kazuaki Nishiyabu
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences 52

      ページ: 229-235

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of finite element mesh and model order for fast dynamic analysis of global/local problem2009

    • 著者名/発表者名
      A. Sando, N. Takano, M. Asai, T. Toriyama, S. Kido and J. Korvink
    • 雑誌名

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering

      巻: 3-3 ページ: 572-583

    • NAID

      130000106334

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Jan Korvink, Reduction of Finite Element Mesh and Model Order for Fast Dynamic Analysis of Global/Local Problem2009

    • 著者名/発表者名
      山東篤, 高野直樹, 浅井光輝, 鳥山寿之, 城戸詳治
    • 雑誌名

      JSME Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 3-3

      ページ: 572-583

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of Finite Element Mesh and Model Order for Fast Dynamic Analysis of Global/Local Problem2009

    • 著者名/発表者名
      A. Sando, N. Takano, M. Asai, T. Toriyama, S. Kido, J. Korvink
    • 雑誌名

      JSME Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 3-3

      ページ: 572-583

    • NAID

      130000106334

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Monte Carlo simulation of dynamic problem using model order reduction technique2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔・高野直樹・浅井光輝
    • 学会等名
      日本機械学会第24回計算力学講演会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] モデル縮約による高速動的解析法のモンテカルロシミュレーションへの適用可能性2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔・高野直樹・浅井光輝
    • 学会等名
      日本機械学会2011年度年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fast dynamic analysis considering uncertainty by model order reduction technique2011

    • 著者名/発表者名
      N. Takano and M. Asai
    • 学会等名
      The 11th U. S. National Congress on Computational Mechanics(USNCCM-11)
    • 発表場所
      Minneapolis, MN, USA
    • 年月日
      2011-07-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fast dynamic analysis considering uncertainty by model order reduction technique2011

    • 著者名/発表者名
      高野直樹・浅井光輝
    • 学会等名
      The 11th U.S.National Congress on Computational Mechanics (USNCCM-11)
    • 発表場所
      Minneapolis, MN, USA
    • 年月日
      2011-07-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MEMSウェットエッチングシミュレータの開発2011

    • 著者名/発表者名
      山崎透・上杉誠一・高野直樹・佐藤健一・鳥山寿之
    • 学会等名
      日本計算工学会第16回計算工学講演会
    • 発表場所
      柏(千葉)
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 荷重条件の不確かさを考慮した高速動的解析法に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      高野直樹・浅井光輝・深澤健
    • 学会等名
      日本計算工学会第16回計算工学講演会
    • 発表場所
      柏(千葉)
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 不連続関数の数値積分における積分範囲の分割方法に関する考察2011

    • 著者名/発表者名
      山東篤・名手裕喜
    • 学会等名
      日本計算工学会第16回計算工学講演会
    • 発表場所
      柏(千葉)
    • 年月日
      2011-05-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Model order reduction for practical multi-physics and multi-scale analysis of MEMS gas turbine engine2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔・高野直樹・鳥山寿之
    • 学会等名
      電気学会第27回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      松江(島根)
    • 年月日
      2010-10-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Model Order Reduction for Practical Multi-physics and Multi-scale Analysis of MEMS Gas Turbine Engine2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔, 高野直樹, 鳥山寿之
    • 学会等名
      電気学会第27 回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      島根
    • 年月日
      2010-10-14
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Model order reduction for practical multi-physics and multi-scale analysis of MEMS gas turbine engine2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木翔・高野直樹・鳥山寿之
    • 学会等名
      電気学会第27回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • 発表場所
      島根
    • 年月日
      2010-10-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 犠牲層ウェットエッチングにおける物理パラメータのキャリブレーション2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤健一・高野直樹・鳥山寿之
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋(愛知)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 犠牲層ウェットエッチングにおける物理パラメータのキャリブレーション2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤健一, 高野直樹, 鳥山寿之
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] 犠牲層ウェットエッチングにおける物理パラメータのキャリブレーション2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤健一・高野直樹・鳥山寿之
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] デローニー四面体分割を用いた三次元重合メッシュ法における連成項の数値積分2010

    • 著者名/発表者名
      山東篤・名手裕喜
    • 学会等名
      日本計算工学会第15回計算工学講演会
    • 発表場所
      博多(福岡)
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] デローニー四面体分割を用いた三次元重合メッシュ法における連成項の数値積分2010

    • 著者名/発表者名
      山東篤, 名手裕喜
    • 学会等名
      日本計算工学会第15回計算工学講演会
    • 発表場所
      博多
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] デローニー四面体分割を用いた三次元重合メッシュ法における連成項の数値積分2010

    • 著者名/発表者名
      山東篤・名手裕喜
    • 学会等名
      日本計算工学会第15回計算工学講演会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 重合メッシュ法によるポーラスチタン部材のミクロ応力基準強度予測2009

    • 著者名/発表者名
      深澤健・高野直樹・西籔和明・川崎雄介
    • 学会等名
      日本機械学会M & M2009材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      札幌(北海道)
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 重合メッシュ法によるポーラスチタン部材のミクロ応力基準強度予測2009

    • 著者名/発表者名
      深澤健, 高野直樹, 西籔和明, 川崎雄介
    • 学会等名
      日本機械学会M & M 2009材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] 重合メッシュ法によるポーラスチタン部材のミクロ応力基準強度予測2009

    • 著者名/発表者名
      深澤健, 高野直樹, 西籔和明, 川崎雄介
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2009材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 重合メッシュ法によるポーラスチタン部材のミクロ応力基準強度予測2009

    • 著者名/発表者名
      高野直樹・西籔和明・川崎雄介
    • 学会等名
      日本計算工学会第14回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-05-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 自己評価報告書
  • [学会発表] 重合メッシュ法によるポーラスチタン部材のミクロ応力基準強度予測2009

    • 著者名/発表者名
      高野直樹, 西籔和明, 川崎雄介
    • 学会等名
      日本計算工学会第14回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2009-05-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] MEMSターボ機械用燃焼器の流体・構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      城戸詳治・山田雄貴・古谷明・鳥山寿之・高野直樹・金哲晃
    • 学会等名
      日本機械学会M & M2008材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      南草津(滋賀)
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] MEMS ターボ機械用燃焼器の流体・構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      城戸詳治, 山田雄貴, 古谷明, 鳥山寿之, 高野直樹, 金哲晃
    • 学会等名
      日本機械学会M & M 2008 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      志賀
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] MEMSターボ機械用燃焼器の流体・構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      城戸詳治, 山田雄貴, 古谷明, 鳥山寿之, 高野直樹, 金哲晃
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.takano.mech.keio.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.takano.mech.keio.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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