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構造工学研究室

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by

中畑 和之

on 18 May 2016

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Transcript of 構造工学研究室

桂 優子
かつらゆうこ
秘書
教職員
学生
構造工学研究室
中畑 和之
なかはたかずゆき
教授,博士(工学),
専門:応用力学,計算力学
1回生の講義: 基礎線形代数
2016年4月現在,
4回生4名,修士課程7名,
博士課程3名(うち社会人2名)の学生が在籍.
研究紹介
波動伝搬解析,
イメージベースモデリング
固体内を伝搬する波動は
弾性波
と呼ばれます.弾性波には,地盤を伝搬する地震波,水中や空気中を伝搬する音響波等が含まれます.

非破壊検査では,検出すべき欠陥の大きさに合わせて,送信する周波数を調整しています.コンクリートでは数十から数百KHz,金属では数MHzから数十MHzが一般的です.近年の非破壊検査ニーズの多様化・複雑化に伴い,
弾性波をシミュレーション
する技術も高度化が求められるようになりました.

構造工学研究室では,対象とすべき被検体の写真データ,CTデータ,CADデータから数値モデルを作成し,それを元に波動伝搬解析を行う
イメージベース解析
を研究しています.
EFIT(動弾性有限積分法)
を用いて解析します.
スパコンを用いた
大規模波動計算
非破壊検査の超音波領域の計算で,例えば10cm立方サイズをEFITで計算しようとすれば,億単位以上の要素数が必要となってきます.さすがに,1つのPCでは記憶容量に限界がありますので,複数のPCを並列に用いたスパコン等(MPIライブラリやCUDAの使用)によって,大規模化を実現しています.次の例は,発電プラント中のタービン部材の一部を超音波探傷した場合のシミュレーション結果を示しています.非常に複雑な形状ですが,超音波は縦波が先に伝搬し,あとから横波が追いかけるという現象を見ることが出来ます
超音波イメージング,
アコースティックイメージング
非破壊検査:
応力集中等によって進展したき裂(クラック)や,鋼の製造過程で混入した介在物や空洞形状を超音波を用いて高速かつ高精度にイメージング
する手法を構築中です.








見えないきずを外から見つける,という意味では
医療のCTやMRIに相当する技術です.
次世代センサを用いたヘルスモニタリング
MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれる小型センサと無線センサネットワークの技術を採り入れて,多点で高密度にデータを計測するための研究を進めています.
これらは安価でポータブルな装置構成が特徴で,各センサで得られた情報を集約し,その即時把握のために橋梁の3次元動態をリアルタイムに可視化したりしています.
社会インフラ,工業材料の
非破壊検査技術
の高度化
http://www.mech.cee.ehime-u.ac.jp
クリック
構造研ウエブサイト

我が研究室では,道路,橋梁,ダム等の
社会基盤構造物

安全性評価
,また,
金属,FRP,セラミクス等の
工業材料

品質評価・保証に寄与する技術開発
を行っています.

既存構造物の機能性・安全性のモニタリング技術,
非破壊検査による健全度診断技術に関する研究,
弾性波・電磁波の大規模計算に関する研究,
を進めています.
電子スキャン装置(ES3100*)
日立エンジニアリングアンドサービス製
70mm

画像化領域

素子の設置位置

制御パソコン

計測装置(フレキシブルアレイ探触子)

構造工学研究室は城北キャンパス内の工学部2号館に各教員室,学生室,実験室を構えています.

■中畑和之 教授   3F 318号室
■学生室       2F 209号室
■実験室, 3F,6F

社会インフラがあぶない
http://blogs.yahoo.co.jp/illuminann/5501354.html
神戸・新名神 2016
中央道笹子トンネル 2012
波動のシミュレーション
電磁波を利用した
コンクリート中の鉄筋検査
I型鋼を伝搬する弾性波
非破壊検査って知っていますか?
飛行機でも
http://news.mynavi.jp/articles/2013/05/31/jalfactory/
新幹線でも
(ドイツICE)
理論研究と実験観測研究に加えて,20世紀後半には第3の分野として計算機シミュレーションが確立されました.

21世紀に入り,多種多様なセンシングデータが得られるようになった昨今,第4の分野としてData Intensive Science(データ指向型科学)が提言されています.

多種多様なセンシングデータの集合をビッグデータと呼びますが,この大量のデータとシミュレーションを有機的に結合した「ビッグデータ同化」にも取り組んでいます.
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