採択課題 【詳細】
jh240035 | NDE4.0加速のための高性能波動解析・逆解析手法の開発 |
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課題代表者 | 斎藤隆泰(国立大学法人群馬大学 環境創生部門) Takahiro SAITOH (Department of civil and environmental engineering, Gunma University) |
概要 |
近年,超音波を用いた非破壊検査法(UT)に注目が集まっている.一般に,超音波は固体中で弾性波の性質を示す.そのため,超音波非破壊検査で要求されるシミュレーションは,欠陥や材料界面等による弾性波動散乱問題となる.しかしながら,計算に必要な要素長等は超音波の波長に比べて小さいため,その解析は一般的に大規模となる.これまで,このような大規模計算を効率的に実施するために,JHPCNの支援の下,非均質・異方性材料中を伝搬する弾性波動解析手法の開発を行って来た.また,近年では,開発した波動解析手法と機械学習等のデータサイエンスを融合させた新しい非破壊検査技術の開発に資する研究を行ってきた.本年度より,「NDE4.0 加速のための高性能波動解析・逆解析手法の開発」という新しい課題の下,従来通り,学術的重要性に重きを置きつつも,これまで開発してきた高性能波動解析技術を実際の産業応用へ近づけるために必要な研究を実施する.これまで開発を続けてきた有限要素法や境界要素法,動弾性有限積分法といった順解析手法を高度化させると共に,新しい逆解析手法の開発,深層学習等のデータサイエンスを活かした順解析・逆解析手法の高度化を行う.開発した手法を,いくつかの非破壊検査の問題へ応用することで,妥当性や有用性を検討する. |
関連Webページ | |
報告書等 | 研究紹介ポスター / 最終報告書 |
業績一覧 | (1) 学術論文 (査読あり) |
[] Bernd Köhler, Yuui Amano, Frank Schubert, Kazuyuki Nakahata, 2024, Reciprocity in laser ultrasound revisited: Is wavefield characterization by scanning laser excitation strictly reciprocal to that by scanning laser detection?, NDT & E International, 147, 103204 | |
[] Masaki Nagai, Yukinobu Natsume, Shan Lin, Kazuyuki Nakahata, 2024, Ultrasonic wave propagation analyses in centrifugally cast stainless steel using solidification grain structure models, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 209, 105192 | |
[] Taizo Maruyama, Taisei Matsuo, Kazuyuki Nakahata, 2025, Numerical study on guided-wave reflection and transmission at water pipe joint using hybrid finite element method, Computational Mechanics, 75 (1), 285-300 | |
[] 森 伸一郎, 長井 春希, 今井 美文, 三浦 夢乃, 中畑 和之, 松田 敏, 須賀 幸一, 野上 武志 インフラメンテナンス実践研究論文集, 4(1), 387‐396, 2025 | |
[] H行列法を用いたグリッドベース領域積分方程式法の高速化, 計算数理工学論文集vol.24, pp.19-24, 2024. | |
[] proxy法による2次元動弾性層ポテンシャルの効率的低ランク近似, 計算数理工学論文集vol.24, pp.73-78, 2024. | |
[] Yasuhiro Matsumoto, Taizo Maruyama, 2025, Linearly scalable fast direct solver based on proxy surface method for two-dimensional elastic wave scattering by cavity, Engineering Analysis with Boundary Elements, 173, 106148 | |
[] T. Saitoh, 2024, Convolution quadrature time-domain boundary element method for antiplane anisotropic viscoelastic wave propagation, Engineering Analysis with Boundary Elements, 164, 105753 | |
[] M. Nakajima, T. Saitoh and T. Kato: Simulation-aided deep learning for laser ultrasonic visualization testing with style transfer, Intelligence, informatics and infrastructure, vol.5(1), pp. 25-33, (2024) | |
[] T. Saitoh and S. Toyoda: Developing a framework to integrate convolution quadrature time-domain boundary element method and image-based finite element method for 2-D elastodynamics, Advances in computational design, An International Journal, vol.9(3), pp. 213-227, (2024) | |
(2) 国際会議プロシーディングス (査読あり) | |
[] Taizo Maruyama, Naohiro Sugita, 2024, Modal Excitation Analysis for Interior and Surface-Breaking Cracks in Two-Dimensional Half Plane Using Boundary Element and Perturbation Methods, Volume 1: Acoustics, Vibration, and Phononics; Advanced Design and Information Technologies | |
(3) 国際会議発表(査読なし) | |
[] Yasuhiro Matsumoto and Taizo Maruyama: A fast direct solver for time-harmonic in-plane elastic wave scattering problems, Symposium of the IABEM, Hong Kong SAR, 2024 | |
[] Taizo Maruyama and Hana Shoji: Fundamental study on numerical homogenization for wave problems using self-consistent and boundary element methods, Symposium of the IABEM, Hong Kong SAR, 2024 | |
[] Taizo Maruyama and Naohiro Sugita: Modal excitation for open domain using boundary element and perturbation methods, WAVES 2024 16th International Conference on Mathematical and Numerical Aspects of Wave Propagation, 2024 | |
[] Taizo Maruyama and Naohiro Sugita: Excitation analysis for scatterers in an open domain using boundary element and perturbation methods, 26th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics, 2024 | |
[] T. Saitoh and S. Hirose: Scattering analysis in micropolar materials using 3-D elastodynamic finite integration technique, The 26th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM 2024), Degu, Korea, (2024) | |
[] T. Saitoh and S. Hirose: Deep learning for laser ultrasonic wave propagation images and an attempt to detect a defect in concrete materials, 7th Malaysia International NDT Conference and Exhibition, Sunway Resort Hotel, kuararunpool malaysia, August 21, (2024) | |
(4) 国内会議発表(査読なし) | |
[] 丸山泰蔵, 生子花: 境界要素法とEffective Field Methodを用いた非均質材料中の波動伝搬モデル構築の基礎的検討, 第29回計算工学講演会, 2024 | |
[] 丸山泰蔵, 生子花: 波動伝搬に対するself-consistent methodを用いた数値均質化の基礎的検討, 日本応用数理学会2024年度年会,2024 | |
[] S. Hirose and T. Saitoh: Scattering analysis of guided waves using far-field explicit expressions, The 26th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM 2024), Degu, Korea, (2024) | |
[] 斎藤隆泰・廣瀬壮一:有限要素法を用いた板波の散乱解析のための無限境界の扱いについて,第67回理論応用力学講演会講演論文集, 神奈川大学みなとみらいキャンパス, 2024年9月4日発表 | |
[] 斎藤隆泰・古川陽:純面内異方性・粘弾性波動問題に対する演算子積分時間領域境界要素法,第27回応用力学シンポジウム, 岡山大学, 2024年5月26日発表 | |
[] 斎藤隆泰・廣瀬壮一:画像生成AIと有限要素法を用いた多様なコンクリートに対する超音波シミュレーション,第2回NDE4.0シンポジウム, 日本非破壊検査協会亀戸センター, 2024年12月20日発表 | |
(5) 公開したライブラリなど | |
該当なし | |
(6) その他(特許,プレスリリース,著書等) | |
[] 斎藤隆泰:NDE4.0と非破壊検査-機械学習, HPC, 量子コンピューターの活用まで-, 日立製作所研究所セミナー,2024年9月6日(招待講演) | |
[] Advances in Nondestructive Testing and Materials Evaluation Technologies Using Ultrasonic Waves, CMC Publisher, co-authored Chapter 29, (2024)(書籍,分担執筆) |
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