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2021 年度 実績報告書

金属積層造形プロセスを再現した最適ミクロ材料-最適制御設計法の新開発(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0141
研究機関名古屋大学

研究代表者

加藤 準治  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00594087)

研究期間 (年度) 2017 – 2021
キーワードトポロジー最適化 / マルチフィジックス / 熱伝導 / マルチスケール / 寸法効果
研究実績の概要

本国際共同研究の目的は,申請者の基課題,科研費基盤B「高強度・高延性の両立を可能にする次世代金属材料のための多結晶構造最適化」の成果を発展させ,宇宙航空,自動車,機械,建設,船舶,医療工学分野など,あらゆる分野の「ものづくり」の基盤となる最適設計法の共同研究および国際的ネットワーク・人脈作りを行うことである.共同研究機関はドイツ・アーヘン工科大学ほか,ドレスデン工科大学,シュトゥットガルト大学,中国・大連工科大学,イタリア・パヴィア大学など,多数におよぶ.具体的な研究目的は,各々の研究機関の強みを吟味しつつ協働して,積層造形を念頭においた熱構造問題に関するマルチフィジックス構造解析およびそのトポロジー最適設計法の確立である.
当該年度については,新型コロナウィルス感染拡大防止のため,予定していた海外渡航がすべてキャンセルとなり,その後の渡航の見通しもまったく立たないという状況にあった.そのような厳しい状況の中,本研究を推進させるために,オンラインでディスカッションを深め,渡航先にて行う予定であった大規模計算等を国内で実施した.
このように研究の推進方法を変更せざるを得なかったが,ドレスデン工科大学との共同研究の一環で,3本目の国際研究共著論文として非定常熱伝導解析のマルチスケールトポロジー最適化に関する研究報告を英文ジャーナルに投稿し,アクセプトされた.また,WCSMO2021およびUSNCCM2021などの国際会議,計算工学講演会や土木学会応用力学シンポジウムなどの国内会議て成果発表を行っており,さらに4本目の論文を投稿し,査読審査段階である.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2019 2018

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] アーヘン工科大学(ドイツ)2019

    • 年月日
      2019-03-31 – 2019-09-30
    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      アーヘン工科大学
    • 主な海外共同研究者名
      マンレック べーア
    • 部局
      工学研究科
    • 職名
      教授
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2018年07月27日、2019年01月22日
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)2019

    • 年月日
      2019-02-18 – 2019-02-22
    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      ウィーン大学
    • 主な海外共同研究者名
      ミヒャエル カリスケ
    • 部局
      ドレスデン工科大学工学研究科
    • 職名
      教授
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2018年07月27日、2019年01月22日
  • [国際共同研究] 大連理工大学(中国)2018

    • 年月日
      2018-09-23 – 2018-09-26
    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      大連理工大学
    • 主な海外共同研究者名
      ビン ニュウ
    • 部局
      工学研究科
    • 職名
      准教授
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2018年07月27日、2019年01月22日
  • [国際共同研究] パヴィア大学(イタリア)2018

    • 年月日
      2018-09-17 – 2018-09-19
    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      パヴィア大学
    • 主な海外共同研究者名
      フェルナンド アウリチョー
    • 部局
      工学研究科
    • 職名
      教授
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2018年07月27日、2019年01月22日
  • [国際共同研究] シュトゥットガルト大学(ドイツ)2018

    • 年月日
      2018-09-12 – 2018-09-16
    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      シュトゥットガルト大学
    • 主な海外共同研究者名
      マンフレッド ビショッフ
    • 部局
      工学研究科
    • 職名
      教授
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2018年07月27日、2019年01月22日
  • [国際共同研究] ドレスデン工科大学(ドイツ)2018

    • 年月日
      2018-08-07 – 2018-08-12
    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ドレスデン工科大学
    • 主な海外共同研究者名
      ミヒャエル カリスケ
    • 部局
      工学研究科
    • 職名
      教授
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2018年07月27日、2019年01月22日
  • [国際共同研究] ジョンズ・ホプキンズ大学(米国)2018

    • 年月日
      2018-07-22 – 2018-07-29
    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ジョンズ・ホプキンズ大学
    • 主な海外共同研究者名
      ジェミー グエスト
    • 部局
      工学研究科
    • 職名
      准教授
    • 渡航先外国機関変更承認日
      2018年07月27日、2019年01月22日
  • [雑誌論文] Heat-transfer and pressure drop characteristics of micro-lattice materials fabricated by selective laser metal melting technology2022

    • 著者名/発表者名
      Takarazawa S., Ushijima K., Fleischhauer R., Kato J., Terada K., Cantwell W. J., Kaliske M., Kagaya S., Hasumoto S.
    • 雑誌名

      HEAT AND MASS TRANSFER

      巻: 58 ページ: 125-141

    • DOI

      10.1007/s00231-021-03083-0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-scale topology optimization for transient heat analysis in porous material considering the size effect of microstructure2022

    • 著者名/発表者名
      Naruethep Sukulthanasorn, Hiroya Hoshiba, Koji Nishiguchi, Mao Kurumatani, Robert Fleischhauer, Kuniharu Ushijima, Michael Kaliske, Kenjiro Terada and Junji Kato
    • 雑誌名

      STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION

      巻: - ページ: accepted

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 温度履歴制御を目的としたトポロジー最適化の基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      高荒圭佑,干場大也,西口浩司,加藤準治
    • 学会等名
      令和3年度土木学会全国大会
  • [学会発表] Stress-Based Multi-Material Topology Optimization to Prevent Interface Fracture2021

    • 著者名/発表者名
      Daiki Watanabe, Hiroya Hoshiba, Junji Kato
    • 学会等名
      16th U.S. National Congress on Computational Mechanics
  • [学会発表] Additive manufacturing topology optimization for buckling with stiffness constraint2021

    • 著者名/発表者名
      Kato, J., Mizutori, T., Hoshiba, H., Uozumi, H. and Kikawa, K.
    • 学会等名
      14th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization
  • [学会発表] Topology optimization for transient heat transfer considering size effect of microstructure in porous material2021

    • 著者名/発表者名
      Sululthanasorn, N., Hoshiba, H., Kurumatani, M., Kato, J. and Terada, K.
    • 学会等名
      14th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization
  • [学会発表] 非定常熱境界条件を考慮したトポロジー最適化の基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      高荒圭佑,干場大也,西口浩司,加藤準治
    • 学会等名
      第26回計算工学講演会
  • [学会発表] 接着部の静的破壊を考慮したマルチマテリアルトポロジー最適化2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉大貴,干場大也,西口浩司,加藤準治
    • 学会等名
      第26回計算工学講演会

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公開日: 2022-12-28  

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