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2016 年度 実施状況報告書

確率論的シミュレーションと電気計測のデータ同化によるLCM含浸推定と制御への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K05691
研究機関東京理科大学

研究代表者

松崎 亮介  東京理科大学, 理工学部機械工学科, 講師 (20452013)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード複合材料 / データ同化 / 樹脂含浸
研究実績の概要

複合材料樹脂注入成形(LCM)において,計測や数値シミュレーション単独では非常に困難であった3次元樹脂含浸と浸透係数分布の高精度推定を目的とする.この目的を達成するため①データ同化を用いて,浸透係数分布の不確かさを考慮した確率論的樹脂含浸シミュレーションによる予測と,電気容量計測を統合する.②数値実験を通して,異なる条件の下で樹脂流れと浸透係数分布の推定を行い,推定誤差の定量的な評価にもとづき推定性能向上に必要なデータ同化パラメータ設計指針を提示する.さらに③LCM実証試験を行い,独自の樹脂流動制御システムに接続することで実験計測と数値シミュレーションを確率論に基づいて融合させた全く新しい最適成形技術を実現する.
昨年度までは平板を対象に数値実験を行い,データ同化の実装方法や各種パラメータの影響を調査した.しかし,実際の製造現場への適用を考慮した場合,曲面形状など測定領域が平面でないことも想定される.そこで本年度は,このような複雑構造を有するモデルに対して提案手法を適用し,有効性を検証した.推定対象となる真値は曲面を有するモデルとする.このモデルに対して,確率論的に浸透係数場を与える.なお,真値生成の不確実性を考慮して真値の生成は3回行い,それぞれの樹脂含浸挙動及び浸透係数を推定する.特に画像分解能と推定精度の関係について調査した.その結果,曲面形状を有するモデルに対して提案手法を適用することで,適用限界を明らかにして実用に資するための知識基盤を深めた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平板だけにとどまらず,曲面構造など現実的な構造に対する適用性検討が進んでおり,おおむね順調に進展と判断する.

今後の研究の推進方策

次年度は,データ同化における推定誤差低減手法を複数実装し,VaRTMのフローモニタリング手法への有効性を検証する.さらに,提案するフローモニタリングシステムの構成要素が推定性能に与える影響について検討する.

次年度使用額が生じた理由

成果発表のための旅費を支出しなかったため,次年度使用額が生じた.

次年度使用額の使用計画

次年度は国内および国際会議発表などの旅費経費として使用する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Data assimilation for three-dimensional flow monitoring in non-flat composite structures during vacuum-assisted resin transfer molding: A numerical study2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Matsuzaki, Masaya Shiota
    • 雑誌名

      Composites Structures

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2017.03.089

    • 査読あり
  • [学会発表] 樹脂含浸成形のための浸透係数計測ベンチマークテストの紹介2017

    • 著者名/発表者名
      松崎亮介
    • 学会等名
      日本機械学会 機械材料・材料加工部門 第3回 高分子基複合材料の成形加工に関する研究会
    • 発表場所
      日本大学(東京)
    • 年月日
      2017-03-03 – 2017-03-03
  • [学会発表] データ同化による複合材料樹脂注入成形における3次元樹脂含浸再構成2016

    • 著者名/発表者名
      松崎亮介
    • 学会等名
      日本機械学会計算力学部門第3回設計に活かすデータ同化研究会
    • 発表場所
      秋葉原UDX(東京)
    • 年月日
      2016-12-15 – 2016-12-15
  • [学会発表] データ同化によるVaRTMの三次元樹脂含浸再構成2016

    • 著者名/発表者名
      松崎亮介
    • 学会等名
      日本機械学会 機械材料・材料加工部門 第1回 高分子基複合材料の成形加工に関する研究会
    • 発表場所
      日本大学(東京)
    • 年月日
      2016-09-05
  • [学会発表] データ同化を利用したCFRP成形の状態推定2016

    • 著者名/発表者名
      松崎亮介
    • 学会等名
      平成28年度未踏科学サマー道場 高性能FRPとしなやかタフポリマーによる材料革命
    • 発表場所
      東京大学フューチャーセンター(千葉県)
    • 年月日
      2016-08-17 – 2016-08-19

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公開日: 2018-01-16  

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