東京工業大学 学術国際情報センター 青木尊之
2002年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

秋になると枯葉が不規則に舞い落ちるのをよく目にする.流体力学の複雑さを象徴する現象として教科書にもしばしば登場する.この舞い落ちる枯葉の数値シミュレーションはかなりの困難を伴う.
"名刺落下のはためき"
東京工業大学 学術国際情報センター 青木尊之
2002年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

計算は東京工業大学・学術国際情報センター Origin 2000の2CPU で行われ,可視化にはPOVRayによるレイ・トレーシングを使った.
東大工学部 白山 晋
第20回(2007年度)計算力学部門講演会優秀講演賞受賞

ピクセル露光法というCGのLIC法を可視化精度,他の可視化との整合性の観点から数値計算結果の可視化用に改良した方法によって楓ハ近傍を可視化し,その情報にもとづいて外部領域で瞬間流線侮ヲを行った.
大阪大学 政家利彦,中谷彰宏,北川浩
2002年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

すべり面上に位置する球状の介在物との相互作用を考慮した,転位線の動力学シミュレーションを実施し,介在物を横切る際の転位国「の変化を追跡し,可視化によって Orowan Loop の形成メカニズムを明らかにした.
名古屋大学 大森 博司,崔昌禹,王 平

第20回(2007年度)計算力学部門講演会優秀講演賞受賞

屋上部に軽飛行機の滑走路を持つ複合商業施設の設計原案を拡張ESO法によって求めた.36mx400mのプランを最適化手法によりデザインした.(計算対象は中央部分36mx150m)国「美を力学理論で追求した好例である.
"樹枝状凝固成長の3次元シミュレーション "
東京工業大学・学術国際情報センター 宮田 宙幸,青木 尊之,出口 洋
第20回(2007年度)計算力学部門講演会優秀講演賞受賞

液体から固体への凝固過程は過冷却の場合に不安定となり複雑な形に成長する.界面における潜熱の出入りとGibbs-Thomson 条件がカップルした熱伝導方程式を局所補間
"大規模データのインタラクティブボリュームレンダリングシステムの開発"
東京大学 インテリジェントモデリングラボラトリー 小野謙二
University of California at Davis Kwan-Liu Ma
東京大学 福多将人
2003年度ビジュアリゼーションコンテスト・応募作品
液体から固体への凝固過程は過冷却の場合に不安定となり複雑な形に成長する.界面における潜熱の出入りとGibbs-Thomson 条件がカップルした熱伝導方程式を局所補間
"ボクセルベース剛体運動シミュレーション "
東京大学 新領域創成科学研究科 鈴木 克幸, 久保田 純
法政大学 IT研究センター 大坪 英臣
2003年度ビジュアリゼーション優秀表彰作品

ボクセルを用いた衝突判定手法を用いることにより,物体同士の衝突判定を効率的に行うとともに,非凸形状の物体も扱うことのできるシミュレーション手法を開発した.
"グラスに注がれる水の動き"
東芝インフォメーションシステムズ(株) 植木 平八
2003年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

日常よく目にする流体現象でも,計算力学的には,困難な問題が数多くある.Level Set法による界面追跡スキームの移流計算部にCIP法,IDO法を用いて精度の高い自由表面流体シミュレーションを行った.
"マルチボディ・システムを用いたスノーボード操作の制作"
中部大学大学院 工学研究科 山路 幸満,山口 啓志,坂田 敏行
2003年度ビジュアリゼーションコンテスト・応募作品

スノーボーダをマルチボディ・システムでモデル化し,スノーボード操作を制作する.
"二元合金の一方向凝固フェーズフィールドシミュレーション "
神戸大学海事科学部 高木知弘
2003年度ビジュアリゼーションコンテスト・応募作品

二元合金の一方向凝固過程をPhase-field法を用いてシミュレーションした結果である.結晶の優先成長方向を温度勾配方向から45,30,0度と傾けた場合の
"Exciting Goal! ~ Why Hexagon? ~"
永井学志(岐阜大),野口裕久(慶大),犬飼佳幸(岐阜大),藤井文夫(岐阜大)
2004年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

2002年のFIFAワールドカップでは,六角形目合いのゴールネットが初めて採用されました.従来の四角形目合いネットに比べゴールシーンをより感動的に演出するからです.この感動を計算力学的手法を用いて再現しました.
"微小循環スケールの三次元血流シミュレーション"
田中伸厚(茨城大),高野龍雄,田口鷹矢
2004年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

エコノミー症候群に代表される疾病では,微小循環の血行動態の解明が重要である.赤血球と血漿すべてを粒子の集団として近似する粒子法による血液モデルを開発し,三次元解析を行った.
"気泡流のフォトリアリスティック・ビジュアリゼーション"
青木尊之(東工大),高瀬和之(原研)
小川慧(東工大院),今井陽介(東工大)
2005年度ビジュアリゼーションコンテスト・最優秀作品

原子炉や化学プラント等で重要になる気泡流解析に対し,CIP法を用いた3次元シミュレーションを行った.表面張力や壁との接触角も考慮し,レイトレーシング法を用いたフォトリアリスティックな表現を試みた.
"粒子法を用いた赤血球変形の3次元シミュレーション"
田中正幸(東大院),越塚誠一(東大)
2005年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀作品

赤血球は両凹円盤状という非常に特異な形状をしており,自身の大きさよりも細い毛細血管を容易に通過する.バネモデルにより赤血球膜をモデル化し,粒子法を用いてこれらの特性をシミュレーションにより再現した.
"大規模ネットワークの状態遷移の可視化"
内田誠(東大院),白山晋(東大)
2005年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀作品

ブログを対象に,記事をノードとし,トラックバックをリンクとしたネットワークを形成し,その中に潜む関係性を,クラスタ構造の抽出によって可視化した.
"粒子法を用いた剛体計算手法の提案"
田中正幸(東大院),酒井幹夫(IHI),越塚誠一(東大)
2006年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

コンピュータ・グラフィックスの分野では高速な剛体シミュレーション手法が求められている.従来はポリゴンによる形状表現を行っていたため計算コストが高かったが,ここでは剛体形状を粒子により表現することで計算コストの低い剛体シミュレーション手法を提案した.
"非球形DEMによる落石シミュレーション"
玉置秀行(東工大院),青木尊之(東工大),今井陽介(東北大),森口周二(東工大)
2006年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

多数の微小球形粒子要素を岩石の表面に配置し,岩石の複雑形状を表現した.微小粒子同士の衝突をDEM(個別要素法)により計算し,クォータニオンを用いて回転運動を表現することで,非球形岩石の剛体運動を計算した.斜面地形に対しても同じように扱うことで,落石シミュレーションを行うことができる.
"水滴の衝突の動力学"
横井研介(UCLA)
2006年度ビジュアリゼーションコンテスト・優秀表彰作品

水滴が浅い水面に衝突した時の数値シミュレーション結果.格子数は200x200x100.計算手法には,level set(界面捕獲),THINC/WLIC(界面追跡),CIP-CSL(移流計算),VSIAM3(流体計算)を用いた.
"平歯車の回転時の接触衝撃解析"
小宮聖司(神奈川工科大),田辺誠(神奈川工科大)
第20回(2007年度)計算力学部門講演会優秀講演賞受賞

平歯車は各種製品の要素部品として多数用いられているが,回転時に歯間の接触衝撃による複雑な振動や騒音が発生する.この歯間の複雑な接触衝撃現象を解析するための効果的な数値計算法を述べ,シミュレーションシステムの開発および,平歯車の回転時の挙動の可視化を行った.
"粒子法を用いた混合気挙動を考慮した燃料噴霧解析"
石井英二(日立製作所),助川義寛(日立製作所),山田 博(日立製作所),安川義人(日立製作所)
第21回(2008年度)優秀技術講演表彰

自動車用燃料噴霧のシミュレーション.噴孔近傍の燃料分裂挙動を粒子法で解析し,レイトレーシング法で可視化した.本解析では,噴孔上流の装置内流動をCIP法,噴孔近傍の燃料分裂挙動をMPS法,噴孔から離れた領域の混合気挙動を離散粒子法で解析した.
"多孔質材を貼付けた円柱まわりの流れのシミュレーション"
鈴木昌弘(鉄道総研),末木健之(鉄道総研),高石武久(鉄道総研)
第21回(2008念度)優秀講演表彰

物体表面に連続気泡の多孔質材を貼り付けることにより,非定常な渦放出が抑制され,大幅な空力音低減を達成できることがわかっています.多孔質材を単純な境界条件でモデル化した流れのシミュレーションを行い,渦放出が抑制されるメカニズムを探りました.
"Phase Field法と感度解析に基づくトポロジー最適化"
竹澤晃弘(広島大学),西脇眞二(京都大学),北村 充(広島大学)
第21回(2008年度)優秀技術講演表彰

構造最適化法を用いると,ある条件下における最適な形状を数値計算で導出することができる.この動画は,フェーズフィールド法に基づく構造最適化法で,最も剛性の高い二次元片持ちはりを導出したものである.(黒い部分が形状)
"スロッシングに促進される気液熱交換と相変化の数値解析"
姫野武洋(東京大学),梅村悠(東京大学),渡辺紀徳(東京大学),野中聡(JAXA)
第21回(2008年度)優秀講演表彰

流体解法にCIP-CUP法,界面追跡にMARS法,界面曲率の算出にLevel-set法を組み合せた自由表面流解法(CIP-LSM)によりダム崩壊問題を模擬した例です.良好な体積保存性と1格子幅での不連続捕捉を活かし,界面熱伝達と相変化を考慮した解析にも取り組んでいます.
"大規模並列理構造解析のためのCGCG法とその背景"
秋葉 博(アライドエンジニアリング)
第20回(2007年度)優秀技術講演表彰

携帯電話の落下解析の結果.約100点の部品からなり,4面体1次要素約100万自由度である.部品どうしの接触も考慮されている.図は上から,衝突後それぞれ0.1,0.15,1ミリ秒時の相当応力の分布を示す.計算時間は16コア・16並列プロセスを用いて約1.5時間.
"VOF-IB法による三相流の解析"
岩田隆一(大阪大学),谷口征大(大阪大学),
竹内伸太郎(東京大学) ,梶島岳夫(大阪大学)

固気液三相流れは自然,工学,生体内などにおいて広範に観察されるが,その解析手法は確立されていない.Immersed boundary法とVOF法を連成させることで多数の固体粒子と気泡の相互作用問題をシミュレーションが可能となった.三相流れ特有の相間の強い相互作用を伴った対向流が観察できる.
"G80-GPUによるIDO法を用いた流体計算"
小川 慧(東京工業大学),青木尊之(東京工業大学)
第20回(2007年度)日本機械学会フェロー賞(若手優秀講演)

圧縮性のレーリーテーラー不安定性に対し,保存形IDO法を用いた高精度流体計算をCUDAによるGPUで高速化した.
"応答曲面法による陽子線がん治療装置ガントリーの軽量化"
北 泰樹(日立製作所),竹田憲生(日立製作所)>山下 勉(日立製作所),藤澤達哉(日立製作所
第20回(2007年度)競技会優秀表彰(計算力学ポスター賞)

陽子線がん治療用の回転照射装置は,陽子ビームの360度照射を可能にする装置である.本装置をサブ構造に分割し,実験計画法及び応答曲面法を駆使した逐次最適化手法により,構成部材の板厚の適正化を図り,高いビーム照射精度と軽量構造の両立を実現した.
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