人工物デジタルツイン構築のためのマルチスケールモデル・モニタリングのシンセシス

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17KT0039
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 沖田 泰良 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50401146)
• 研究分担者: 村山 英晶 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (10361502) ; 川畑 友弥 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50746815) ; 西野 成昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90401299) ; 愛知 正温 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (40645917)
• 研究期間 (年度): 2017-07-18 – 2021-03-31
• キーワード: 構造健全性 / 非破壊検査 / 疲労損傷

研究実績の概要

ナノレベルでの検査技術として用いる超音波測定において，構造材料中の微細組織を非線形超音波応答によって精緻に検出しうることが可能であることに着目して研究を進めた．原子空孔およびその集合体（ボイド），不純物およびその集合体（析出物）等の微細組織を配置した分子動力学（MD）法の計算セルに対して，片側（波源）から複数の弾性波を導入し，その反対側（検出位置）での各原子の変位の平均をタイムステップ毎に記録しこれをフーリエ変換することによって，各々の微細組織形成に伴う非線形超音波応答を定量化した．さらに，導入する弾性波の長波長化，および複数元素を取り入れたMD法に関して検討を行った．

研究成果

• [国際共同研究] University of Tennessee/Oak Ridge National Laboratory/Santa Clara University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Tennessee/Oak Ridge National Laboratory/Santa Clara University
• [国際共同研究] KMUTT(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: KMUTT
• [雑誌論文] Simulation study of helium bubble coalescence in tungsten at various temperatures relevant to fusion conditions (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhan Jie、Okita Taira、Ye Minyou、Kato Daiji、Suzuki Katsuyuki
  • 雑誌名: Computational Materials Science 巻: 187 ページ: 110076～110076
  • DOI: 10.1016/j.commatsci.2020.110076
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulations evaluating the effect of stacking fault energy on defect formations in face-centered cubic metals subjected to high-energy particle irradiation (2021)
  • 著者名/発表者名: Terayama Satoshi、Iwase Yuuki、Hayakawa Sho、Okita Taira、Suzuki Katsuyuki、Itakura Mitsuhiro
  • 雑誌名: Computational Materials Science 巻: 195 ページ: 110479～110490
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Digital Twin of Artifact Systems: Models Assimilated with Monitoring Data from Material Microstructures to Social Systems (2020)
  • 著者名/発表者名: Okita Taira、Kawabata Tomoya、Murayama Hideaki、Nishino Nariaki、Aichi Masaatsu、School of Engineering, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan、Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo, Kashiwa, Japan
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: 14 ページ: 700～712
  • DOI: 10.20965/ijat.2020.p0700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate Estimation of Brittle Fracture Toughness Deterioration in Steel Structures Subjected to Large Complicated Prestrains (2020)
  • 著者名/発表者名: Kosuge Hiroaki、Kawabata Tomoya、Okita Taira、Nako Hidenori
  • 雑誌名: Crystals 巻: 10 ページ: 867～867
  • DOI: 10.3390/cryst10100867
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] “Molecular simulations to investigate migration and coalescence of He bubbles in iron” (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhan Jie、Baba Takao、Hayakawa Sho、Okita Taira、Itakura Mitsuhiro
  • 雑誌名: Proceedings of SNA + MC 2020; Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 巻: － ページ: #3313318
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 分子動力学法を用いた面心立方金属における析出硬化のナノメカニズム解明に関する研究(2) (2021)
  • 著者名/発表者名: 津川聖人、岩瀬祐樹、沖田泰良、早川頌、板倉充洋
  • 学会等名: 日本原子力学会2021年春の大会
• [学会発表] 分子動力学法を用いた非線形超音波成分のナノ構造依存性に関する定量化(2) (2021)
  • 著者名/発表者名: 森承宇、沖田泰良、板倉充洋
  • 学会等名: 日本原子力学会2021年春の大会
• [学会発表] マルチスケールモニタリングとモデリングのシンセシスによる人工物デジタルツイン構築 (2021)
  • 著者名/発表者名: 沖田泰良
  • 学会等名: 第32回CCSEワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] Atomistic study to evaluate interactions between helium bubbles and an edge dislocation in iron (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhan Jie、Okita Taira、Ye Minyou、Watanabe Yoshiyuki
  • 学会等名: 日本原子力学会2020年秋の大会
• [学会発表] 機械学習分子動力学法によるZr中の照射劣化挙動の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 寺山怜志、沖田泰良、板倉充洋、奥村雅彦
  • 学会等名: 日本原子力学会2020年秋の大会
• [学会発表] 分子動力学法を用いた面心立方金属における析出硬化のナノメカニズム解明に関する研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 津川聖人、岩瀬祐樹、沖田泰良、早川頌、板倉充洋
  • 学会等名: 日本原子力学会2020年秋の大会
• [学会発表] 分子動力学法を用いた非線形超音波成分のナノ構造依存性に関する定量化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森承宇、沖田泰良、板倉充洋
  • 学会等名: 日本原子力学会2020年秋の大会