計測と制御とCAEソフトウェアの計測エンジニアリングシステム株式会社

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ポスター発表

本年のCOMSOL Conference Tokyo 2018のポスター発表は、下記の皆様が発表されます。
15:40-16:20のポスター発表コアタイムでは、発表者の皆様が待機いたします。

【質疑応答は英語】と記載の方との質疑応答は英語でお願いします。
(ポスターのタイトルをクリックするとタイトルとアブストラクトが表示されます)
 
 2018年12月7日(金)
11:00-16:20

《コアタイム》
15:40-16:20

[P-01] 秋元 雅翔 先生 (日本大学 助手) 他1名
 ノズル内部に生じるパイプ共鳴と軸対称噴流に発達する渦輪列の関係
[P-02] 菊池 隆介 様 (日本大学) 他3名
 亜鉛を用いた水素生成装置におけるシミュレーション
[P-03] 中村 榛希 様 (東京農工大学) 他2名
 射出成形における金型および成形品の温度分布解析
[P-04] 田畑 嵩奎 様 (東京農工大学) 他1名
 吸引工具を用いた電解加工における電流密度分布とその影響因子のシミュレーション
[P-05] 村松 良樹 先生 (東京農業大学 教授) 他6名
 東京農大・生産環境工学科における工学教育へのCOMSOL Multiphysics と COMSOL Serverの適用
[P-06] 劉 士豪 様 (東京工業大学) 他3名
 COMSOLを用いた超音波応用工具の設計
[P-07] Steven Qi 様 (Dare Auto Inc.) 【質疑応答は英語】
 Fast 3D All Solid State Battery Model Development via COMSOL Multiphysics and Compiler
[P-08] Gabriel Drix B. Lopez 様 (University of the Philippines) 他1名 【質疑応答は英語】
 Simulating Various Nanostructured Photocathode Geometry for Optimum Absorbance and Charge Transport
[P-09] 河村 大樹 様 (株式会社熊谷組) 他2名
 油汚染土壌の生物的分解(バイオレメディエーション)~ランドファーミング工法による浄化効果の解析~
[P-10] 石森 洋行 様 (国立環境研究所 主任研究員) 他2名
 安定化・固型化した廃金属水銀の埋立処分時における環境安全性評価シミュレーション
[P-11] 大下 雅昭 様 (電気通信大学) 他2名
 プラズモニック金回折格子を備えた振動MEMSによる近赤外分光器
[P-12] 篠塚 翔 様 (千葉工業大学) 他3名
 分布誘電率推定のための被測定物の変化による数値解析
[P-13] 原 和彦 先生 (埼玉県立大学 教授) 他2名
 有限要素解析法による義肢ソケット適合評価の検討
[P-14] 吾妻 滉太 様 (工学院大学) 他2名
 熱アシスト磁気記録方式に用いる近接場光発生素子
[P-15] 青木 皓平 様 (工学院大学) 他1名
 音場浮遊法を用いた粒子凝集に関する解析
[P-16] 金本 真輝 様 (慶應義塾大学) 他3名
 銀焼結材によりチップに直接接合したパワーデバイス構造の、熱サイクル試験における熱応力解析
[P-17] 野瀬 達人 様 (慶應義塾大学) 他1名
 チタン合金製3D積層造形品の非線形FEM解析
[P-18] 張 金 様 (東京大学) 他4名 【質疑応答は英語】
 Time evolution of film thickness profiles during chemical vapor deposition in multiscale simulation
[P-19] 福川 真 (計測エンジニアリングシステム株式会社) 他1名
 薄膜型全固体リチウムイオン電池のインピーダンスモデリング
[P-20] 福川 真 (計測エンジニアリングシステム株式会社) 他1名
 薄膜全固体リチウムイオン電池のシミュレーション
[P-21] トン リチュ (計測エンジニアリングシステム株式会社)
 LiFePO4/グラファイト系リチウムイオン電池の放電特性の数値解析
[P-22] 橋口 真宜 (計測エンジニアリングシステム株式会社) 他1名
 FEM-BEMハイブリッド法による音響伝搬解析
[P-23] 橋口 真宜 (計測エンジニアリングシステム株式会社) 他1名
 蒸留塔の設計方程式へのFEMの応用


ポスター発表詳細 (Poster Session)

Poster Session [P-01]

氏名:
秋元 雅翔 先生
 

所属:
日本大学 理工学部 機械工学科 木村研究室
助手 

共著者:木村元昭先生(日本大学) 

Name:
Masato Akimoto
, et al. 

Title:
Assistant 

Affiliation:
Department of Mechanical Engineering, College of Science and Technology, Nihon University

ポスタータイトル:
ノズル内部に生じるパイプ共鳴と軸対称噴流に発達する渦輪列の関係
Poster Title:
Relationship between Organ Pipe Resonance inside the Nozzle and Frequency of Generation of the Vortex Train in Axisymmetric Jet
概要:
軸対称噴流には特定の周波数で渦輪が発達する。しかしその周波数がどのように定まるのかは明らかにされていない。本研究ではノズル内部で生じるパイプ共鳴をCOMSOL Multiphysicsで調査し、パイプ共鳴と噴流に生じる渦輪の関係性を明らかにした。
Abstract:
In the axisymmetric jet, generation of the vortex train develop at a specific frequency. However, it is not clarified how the frequency is determined. In this study, we investigated the pipe resonance occurring inside the nozzle with COMSOL Multiphysics. Then, the relationship between organ pipe resonance and vortex train generated in the jet was clarified.

Poster Session [P-02]

氏名:
菊池 隆介 様

所属:
日本大学 理工学部 機械工学科 木村研究室
 

共著者:小田切聖弥様(日本大学)、秋元雅翔先生(日本大学)、木村元昭先生(日本大学) 

Name:
Ryusuke Kikuchi
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Department of Mechanical Engineering, College of Science and Technology, Nihon University

ポスタータイトル:
亜鉛を用いた水素生成装置におけるシミュレーション
Poster Title:
Simulation of hydrogen generator using zinc
概要:
我々の研究では,亜鉛蒸気と過熱蒸気を用いて2段階水熱サイクルにより水素の生成を試みている.その際,フレネルレンズで反応チャンバー外壁を照射し,反応チャンバー内部を1000度以上に熱することで亜鉛を蒸発させる必要があるため,反応チャンバーの形状が実験に大きく影響を与える.今回,チャンバー設計時にシミュレーションを用いて内部温度の推移を知ることで形状を決定した.また,実際に熱電対で内部を測定し,シミュレーション結果と比較した.
Abstract:
In our study, we attempt to produce hydrogen by two-stage hydrothermal decomposition cycle using zinc vapor and superheated steam. At that time, since it is necessary to irradiate the outer wall of the reaction chamber with a Fresnel lens and heat the inside of the reaction chamber to 1000 degrees or more to evaporate zinc, the shape of the reaction chamber greatly affects the experiment The shape was determined by grasping the transition of the internal temperature of the reaction tube by simulation at the time of chamber design. In addition, the inside was actually measured using a thermocouple and compared with the simulation result.

Poster Session [P-03]

氏名:
中村 榛希 様

所属:
東京農工大学 工学部 機械システム工学科 夏研究室
 

共著者:太田和良様(東京農工大学)、夏恒先生(東京農工大学) 

Name:
Nakamura Haruki
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Faculty of Engineering Department of Mechanical Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology

ポスタータイトル:
射出成形における金型および成形品の温度分布解析
Poster Title:
Analysis of temperature distribution for mold and molded product in injection molding
概要:
射出成形において金型および成形品の温度は成形状態に影響を与えるが,成形品となる樹脂の温度を測定することは困難である.また,金型温度についても金型の一部分の温度測定は可能でも温度分布を測定することは難しい.そこで,本研究では金型および成形品の温度分布を解析によって調査する.また,射出成形の実験結果との比較を行い,解析の妥当性を確認する.
Abstract:
In the injection molding, temperature of the mold and the molded product influences the molding state. Since it is difficult to measure the temperature distribution of the resin to be a molded product, the temperature distribution of mold and molded product is investigated with simulation. In addition, the validity of the simulation is confirmed by comparing the calculated temperature with the experimentally obtained one.

Poster Session [P-04]

氏名:
田畑 嵩奎 様

所属:
東京農工大学 工学部 機械システム工学科 夏研究室
教授 

共著者:夏恒先生(東京農工大学) 

Name:
Tabata Takafumi
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Faculty of Engineering Department of Mechanical Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology

ポスタータイトル:
吸引工具を用いた電解加工における電流密度分布とその影響因子のシミュレーション
Poster Title:
Simulation of current density distribution and influential factor in ECM with suction tool
概要:
本研究では,加工精度の向上のために,電解液を工具直下のみに存在して,加工部を制限できる電解液吸引工具を採用している.一方,加工中に発生する気泡や電解生成物により体積増加が起こり,電解液が工具外に溢れることがある.電解液が溢れた部分に電流密度が低く,加工精度や加工面品質が悪化してしまう.そこで,COMSOLを使用して,従来の電解液吸引工具と新しく提案した補助陽極を有する電解液吸引工具を用いた場合の電流密度分布をシミュレーションし,電流密度に影響を与えている因子について調べている.
Abstract:
In this research, an electrolyte suction tool, with which electrolyte is confined just under the tool for improving machining accuracy, is adopted. Meanwhile, some electrolyte overflows outside the tool, because the volume of electrolyte in the inner-electrode area increases due to bubbles and electrolytic byproducts generated during machining. The current density becomes lower at the portion of overflowing electrolyte, which leads to a deterioration of the machining accuracy and the surface quality. In order to solve the problem, the current density distribution in the case of using the conventional suction tool and the newly proposed suction tool with auxiliary anode, and factors affecting the current density are investigated by using COMSOL.

Poster Session [P-05]

氏名:
村松 良樹 先生

所属:
東京農業大学 地域環境科学部 生産環境工学科 機械システム創成分野 農産加工流通工学研究室
 

共著者:鈴木伸治先生(東京農業大学)、岡澤宏先生(東京農業大学)、川名太先生(東京農業大学)、島田沢彦先生(東京農業大学)、佐々木豊先生(東京農業大学)、渡邉文雄先生(東京農業大学) 

Name:
Yoshiki Muramatsu
, et al. 

Title:
Professor 

Affiliation:
Department of Bioproduction and Environment Engineering, Faculty of Regional Environment Science, Tokyo University of Agriculture

ポスタータイトル:
東京農大・生産環境工学科における工学教育へのCOMSOL Multiphysics と COMSOL Serverの適用
Poster Title:
Application of COMSOL Multiphysics and COMSOL Server for Engineering Education at “Department of Bioproduction and Environment Engineering in Tokyo University of Agriculture”
概要:
東京農業大学生産環境工学科では,平成30年度から教育改革推進プロジェクトとしてCOMSOL Multiphysics,COMSOL Server,および農大ネットワークを活用した数値実験・数値計算に関する工学教育に着手した。このプロジェクトでは,本学科における講義(基礎力学,材料力学,水理学,土質力学,食品工学など)や研究で取り扱われる題材に関するアクティブラーニング用WebアプリをCOMSOL Multiphysicsを用いて開発する。そのアプリを農大ネットワークとCOMSOL Serverを活用してWeb配信し,常に数値実験・数値計算ができる環境を整備する。COMSOLカンファレンス東京2018では,このプロジェクトの進捗状況や実施結果を報告する。
Abstract:
At the “Department of Bioproduction and Environment Engineering in Tokyo University of Agriculture (TUA)”, we started an educational reform promotion project about the engineering education concerning the numerical simulation by utilizing the COMSOL Multiphysics, COMSOL Server, and TUA’s network service from 2018. In this project, some Web application programs for the topics handled in TUA’s subjects (fundamental dynamics, strength of materials, hydraulics, soil mechanics, and food engineering, etc.) are developed by using COMSOL Multiphysics. These Web application programs are delivered via the TUA’s internet service by using COMSOL Server. TUA’s students and faculty members can do the numerical simulation on and off campus with their smartphone, tablet, lap-top PC and so on. We report the progress and results of the project at the COMSOL conference 2018 Tokyo.

Poster Session [P-06]

氏名:
劉 士豪 様

所属:
東京工業大学 工学院 機械系
 

共著者:酒井康徳先生(東京電機大学・東京工業大学)、田中智久先生(東京工業大学)、青木繁先生(東京都立産業技術高等専門学校) 

Name:
Liu Shihao
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
School of Engineering, Department of Mechanical Engineering, Tokyo Institute of Technology

ポスタータイトル:
COMSOLを用いた超音波応用工具の設計
Poster Title:
Development of Ultrasonic Assisted Plastic Forming Tool using COMSOL Multiphysics
概要:
大面積の摺動面に高い耐摩耗性を持つ微細表面テクスチャを高能率に創成可能な加工技術を実現するために,超音波振動と転写加工を複合した「Micro Ultrasonic Knurling: MUK」という加工技術の開発を行っている.この新しい加工法の実現には,超音波振動を効果的に加工物へ伝播させることが不可欠となる.本報告では,ボルト締めランジュバン型振動子で発生させた超音波振動を工具先端へ効果的に伝播させるためのホーン(増幅器)設計を行った事例を紹介する.COMSOL Multiphysics及び構造力学モジュールを使用し,工具全体の振動モードを考慮した動解析を行うことで,所望の振動伝播状態が得られるホーン形状を決定した.
Abstract:
In order to realize an innovative manufacturing process which can fabricate micro surface texture with high abrasion resistance to a large-area sliding surface, we propose the ultrasonic vibration assisted plastic forming process called “Micro Ultrasonic Knurling (MUK)”. In this new process, the shape of horn which is used for amplifying the ultrasonic vibration generated from the bolt-clamped Langevin transducer and for transmitting the vibration to the tool tip is extremely important. In this paper, we design the optimal horn shape with considering the dynamic characteristics of the whole tool including the transducer, the horn and the tool tip by using COMSOL Multiphysics and Structure Mechanics Module.

Poster Session [P-07]

氏名:
Steven Qi 様
【質疑応答は英語】

所属:

Dare Auto Inc. Senior Mechanical Engineer

Name:
Steven Qi
 

Title:
Senior Mechanical Engineer 

Affiliation:
Dare Auto Inc.

Poster Title:
Fast 3D All Solid State Battery Model Development via COMSOL Multiphysics and Compiler
Abstract:
In this presentation, fast construction of an all solid-state battery(ASSB) model in 3D is demonstrated. Key steps to the fast readiness of this model include:
In the first stage, COMSOL battery module library models were directly used, thanks to strong technical support of COMSOL. These models enabled good communication and technical capability check among our battery development and modelling team. COMSOL compiler executables are used to pass result and complete model for initial battery modeling result review.
In the second stage, the coupled Multiphysics from battery, thermal, mechanical, electrical, and electromagnetic modeling, were implemented into a 3D ASSB model. Knowledge from product design development from automotive industry, especially the environmental endurance and vehicle durability requirement with assumed battery mounting position, were built into the model as boundary and test condition for specific analysis in 3D.
In the third stage, the detailed battery 3D design model referencing most recent battery material development was implemented for the experimental test result and 3D modeling result correlation.

Poster Session [P-08]

氏名:
Gabriel Drix B. Lopez 様
【質疑応答は英語】

所属:
Department of Mining, Metallurgical, and Materials Engineering, College of Engineering, University of the Philippines

共著者:Candy C. Mercado先生(University of the Philippines) 

Name:
Gabriel Drix B. Lopez
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Department of Mining, Metallurgical, and Materials Engineering, College of Engineering, University of the Philippines

Poster Title:
Simulating Various Nanostructured Photocathode Geometry for Optimum Absorbance and Charge Transport
Abstract:
This study evaluates the efficiency of various photovoltaic nanomaterial geometries to come up with an efficient photovoltaic nanomaterial design. Through COMSOL Multiphysics Wave Optics and Semiconductor modules, the study is modelled following the Maxwell-Boltzmann equation, Shockley-Reed-Hall model, and Fresnel equation. The efficiency of the geometries was evaluated based from the depth of material the light was able to reach and the number of electrons (and holes) generated and transported as the photons are absorbed by the material. To lessen the computational costs of the simulations, 2D simulation was done instead of 3D simulation. Since only regular geometries are nvolved, the 2D simulation was done on a cut plane representative of the 3D geometries.
The 3D geometries evaluated in this study involves the common geometries usually present innanostructures. The wave optics module was employed to simulate the absorption of sunlight on thematerial. The sunlight is modelled as a plane wave from a boundary source oriented 0ー and 60ー from the horizontal. After which, the semiconductor module was used to convert the amount of absorbed sunlight into charges and simulate the transfer of charges across the geometry. Through the simulation, we identified the type of geometry where the highest optimum sunlight absorbance and charge transfer exist.

Poster Session [P-09]

氏名:
河村 大樹 様

所属:
株式会社熊谷組 技術研究所 地球環境研究グループ

共著者:石森洋行様(国立環境研究所)、佐々木静朗様((一社)日本建設機械施工協会) 

Name:
Daiki Kawamura
, et al. 

Affiliation:
Institute of Technology, Kumagaigumi Co., Ltd.

ポスタータイトル:
油汚染土壌の生物的分解(バイオレメディエーション)~ランドファーミング工法による浄化効果の解析~
Poster Title:
Biodegradation of oil contaminated soil ~Verification of purification capability using numerical analysis~
概要:
油汚染土壌の掘削後バイオレメディエーションにおいて,浄化目標に達する日数の予測と浄化に必要な土壌内部の酸素量を求める数値解析モデルを構築した.数値解析モデルに必要な酸素消費速度と油分解速度に関するパラメータは,密閉系と開放系によるバッチ試験によってそれぞれ取得した.取得したパラメータを入力条件として数値解析を行い,カラム試験結果と比較することでモデルの妥当性を評価し,パラメータの取得法を確立した.次に,この数値解析モデルを用いて,ランドファーミング時の盛土規模とかくはん切り返し頻度を因子としたパラメトリックスタディを行い,適切な盛土高さを明らかにした.さらに,掘削後バイオレメディエーションのバイオパイル工法とランドファーミング工法について,設定した浄化目標を達成するまでの油濃度や酸素濃度の挙動を解析し,2つの工法を対策日数やコストの面から優位性を導けるモデルとしても役立てられることがわかった.
Abstract:
It is well-known that bioremediation for oil-contaminated soil takes a lot of remediation duration and is difficult to predict the duration. In this study, a numerical analysis model was developed to solve these problems. Parameters for the numerical model were obtained by opened- and closed-batch experiments. The reliability of the numerical model was confirmed by column experiments with oil-contaminated soil. Next, parametric studies were conducted to inves-tigate an appropriate embankment height that can keep aerobic condition by diffusing atmospheric oxygen into the embankment for rapid bioremediation. And, case studies for a biopile method and a land farming method in bioreme-diation were conducted to evaluate the remediation performance of two method. As the results, this paper concludes that the numerical model is available for designing the enhancement of bioremediation and evaluating the cost-benefits of a biopile method and a land farming method.

Poster Session [P-10]

氏名:
石森 洋行 様

所属:
国立環境研究所 福島支部 汚染廃棄物管理研究室
主任研究員 

共著者:遠藤和人様(国立環境研究所)、石垣智基様(国立環境研究所) 

Name:
Hiroyuki Ishimori
, et al. 

Affiliation:
Center for Material Cycles and Waste Management Research, National Institute for Environmental Studies

ポスタータイトル:
安定化・固型化した廃金属水銀の埋立処分時における環境安全性評価シミュレーション
Poster Title:
Numerical Simulation for Environmental Safety Evaluation for Landfilling Stabilized and Solidified Waste Metal Mercury
概要:
埋立地における安定化・固型化された廃金属水銀の長期安全性の評価を行うために、溶出試験と揮発試験の結果に基づいて水銀の物質動態解析を実施した。埋立地の下部排水管を流れる浸出水の水銀濃度と埋立地表面から放出される水銀ガス濃度を計算した。埋立地への雨水浸透抑制は浸出水中の水銀濃度を低下させるのに有効であったが、一方で廃金属水銀の上部および下部に土壌吸着層を設置した場合では浸出水中のみならず放出ガス中の水銀濃度を低下させるのに有効であった。
Abstract:
In order to evaluate the long-term containment performance of the stabilized and solidificated waste metal mercury in landfill sites, the FEM numerical simulations were conducted using the results of the leaching tests and the volatilization tests. The mercury concentration of the bottom drainage pipe and the mercury gas concentration emitted from the landfill surface were simulated. Although the precipitation control was effective only for the decreasing of the mercury concentration of the leachate, the mercury soil sorption layer which installed on the top or the bottom of the stabilized and solidificated waste metal mercury was effective to decrease the mercury concentrations of the leachate and the emitted gas.

Poster Session [P-11]

氏名:
大下 雅昭 様

所属:
電気通信大学 大学院情報理工学研究科 機械知能システム学専攻 菅研究室

共著者:高橋英俊先生(東京大学)、菅哲朗先生(電気通信大学) 

Name:
Masaaki Oshita
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Kan lab, Graduate School of Informatics and Engineering, The University of Electro-Communications

ポスタータイトル:
プラズモニック金回折格子を備えた振動MEMSによる近赤外分光器
Poster Title:
Near infrared spectroscope by vibration MEMS with plasmonic gold diffraction grating
概要:
近年、小型近赤外分光器は従来では搭載できなかった機器上でスペクトル分析が可能になることから様々な
用途で求められている。そこで我々は機械的に共振するカンチレバー上の回折格子における金Si障壁による表面プラズモン共鳴(SPR)検出を利用し、近赤外分光器小型化する手法を提案している。この分光器の設計には、金回折格子上におけるSPRの励起条件とカンチレバーの機械的特性をそれぞれ計算する必要がある。今回、COMSOL Multiphysicsを用いて計算した結果を中心に、実験結果含めて報告する。
Abstract:
A small near-infrared spectrometer is required for various applications because spectral analysis becomes possible on devices which cannot install a spectrometer. We propose the method of miniaturizing the near infrared spectrometer by utilizing the surface plasmon resonance (SPR) detection by the gold Si barrier in the diffraction grating on the mechanically resonant cantilever. For the design of this spectrometer, it is necessary to calculate the excitation condition of SPR on the gold diffraction grating and the mechanical characteristic of the cantilever respectively. In this report, we will report on the results including experiment results, focusing on the results calculated using COMSOL Multiphysics.

Poster Session [P-12]

氏名:
篠塚 翔 様

所属:
千葉工業大学 工学部 電気電子情報工学科

共著者:相知政司先生(千葉工業大学)、宗像裕太郎様(千葉工業大学)、奥村崚先生(千葉工業大学) 

Name:
Sho Shinozuka
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Faculty of Engineering, Department of Electrical, Electronics and Computer Engineering, Chiba Institute of Technology

ポスタータイトル:
分布誘電率推定のための被測定物の変化による数値解析
Poster Title:
Numerical analysis for estimating permittivity distribution with changing object
概要:
機能性材料(FGM:Functional Gradient Material)は材料内部の位置によって比誘電率が変化する材料であり,電界分布を制御するために研究されている。ところが,誘電率分布を正確かつ非破壊的に推定する方法は確立されていない。本研究はその基礎研究として,長間隔円筒コンデンサ内に形状の異なる誘電体を挿入し,実験装置の中で回転させる。その時の各角度における,静電容量と電位の変化を数値解析することで,静電容量と電位を基に実験装置内の被測定物の形状と比誘電率を推定可能であるのか,検討する。
Abstract:
FGM (functional gradient material) has been studied for electric field distribution control. In this research, we carried out the numerical analysis with electrostatic capacity and potential in case of rotating the dielectric in the experimental device. We discussed the feasibility of estimating the permittivity distribution.

Poster Session [P-13]

氏名:
原 和彦 先生

所属:
埼玉県立大学 保健医療福祉学部 理学療法学科
教授 

共著者:萩臺伸之先生(東埼玉総合病院)、鈴木保先生(静岡医療科学専門大学校) 

Name:
Kazuhiko Hara
, et al. 

Title:
Professor 

Affiliation:
Department of Physical Therapy, School of Health and Social services, Saitama Prefectural University

ポスタータイトル:
有限要素解析法による義肢ソケット適合評価の検討
Poster Title:
Consideration of conformity evaluation of prosthesis socket by finite element analysis method
概要:
義足ソケットと断端の適合評価は、義肢装具支援領域において重要な研究課題である。本研究は断端とソケット形状を比較的安価な非接触式3次元形状計測可能なiSenceTM(3D Systems社)を用いて比較することと、MRI断層撮像から得た3次元形状データを用いて有限要素解析を行い、下腿義足ソケット適合評価への応用について検討を行ったので報告する。対象は右下腿切断者1名で、ソケットは義肢装具士が採型したサーモプラスチック材料で作成したソケットを用いた。MRI撮像は放射線技師が行い、ソケット装着下での断端とソケットの矢状断面画像を得た。取得したソケットと断端組織のDICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine;医療用画像フォーマット) データはSTLデータに変換した後に、COMSOL Multiphysicsを用いて解析を行った。非接触式3D形状計測にはソケット内面形状の精度に課題が残るが、MRIから得た断端、ソケット形状から計算したソケット接触圧を視覚にて確認することができた。これらFEAはソケット適合状況を見る上で有益な情報となると考えられた。

Poster Session [P-14]

氏名:
吾妻 滉太 様

所属:
工学院大学 応用磁性研究室

共著者:松島直史様(工学院大学)、赤城文子先生(工学院大学) 

Name:
Kota Azuma
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Dept. of Information and Communications Engineering Faculty of Engineering Applied Magnetics Lab., Kogakuin University

ポスタータイトル:
熱アシスト磁気記録方式に用いる近接場光発生素子
Poster Title:
Near field transducer for heat assisted magnetic recording
概要:
熱アシスト磁気記録(HAMR)方式はハードディスク装置においてテラビット級の記録密度を達成するための次世代技術の1つである。近接場光発生素子(NFT)とビットパターン媒体はHAMRのキーコンポーネントである。我々は、2.5 Tdot/in2以上の記録密度を達成するために、媒体内のNFTの光吸収分布をCOMSOLによって検討した。
Abstract:
Heat-assisted magnetic recording (HAMR) is one of the next generation technologies of hard disk drives that achieve terabit-per-square-inch data storage. Near-field transducer (NFT) and bit-patterned medium (BPM) are key components of the HAMR system. We studied the field absorbed power of NFT in the BPM by COMSOL for achieving an areal recording density beyond 2.5 Tdot/in2.

Poster Session [P-15]

氏名:
青木 皓平 様

所属:
工学院大学 工学部機械工学科 混相流工学研究室

共著者:長谷川浩司先生(工学院大学) 

Name:
Kohei Aoki
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Graduate School of Engineering,Department of Mechanical Engineering,Multiphase flow engineering laboratory, Kogakuin University

ポスタータイトル:
音場浮遊法を用いた粒子凝集に関する解析
Poster Title:

Analysis on particle aggregation using the acoustic levitation method
概要:
音場浮遊法は、無容器処理によって容器壁による核生成および汚染を防止することができるため、材料処理、生物学および医学の分野で幅広い用途を有する。浮遊液滴の微粒化および凝集の非線形ダイナミクスを理解することは重要である。この研究の目的は、浮遊液滴の浮遊安定性を向上するため、音圧分布および粒子挙動について調査することである。本研究では、音圧分布および粒子挙動において、実験とCOMSOL Multiphysicsでの解析結果の比較を報告する。
Abstract:
The acoustic levitation method has wide range of applications in the fields of material processing, biology and medical science because a container-less processing could prevent a nucleation and contamination due to the container wall. It is important to understand the non-linear dynamics of the atomization and aggregation on the levitated droplet. The purpose of the study is to investigate the sound pressure distribution and particle behavior in order to improve a levitation stability of a levitated droplet. In this study, we report comparison of analysis results between experiment and COMSOL Multiphysics in sound pressure distribution and particle behavior.

Poster Session [P-16]

氏名:
金本 真輝 様

所属:
慶應義塾大学 理工学研究科 中野研究室

共著者:青木正明先生(慶應義塾大学)、茅根孝記様(慶應義塾大学)、中野誠彦先生(慶應義塾大学) 

Name:
Masaki Kanemoto
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Nakano lab, department of electronics and electrical engineerring, faculty of science and technology, Keio University

ポスタータイトル:
銀焼結材によりチップに直接接合したパワーデバイス構造の、熱サイクル試験における熱応力解析
Poster Title:
Thermal stress analysis under thermal cycling test of power device structures using direct chip-bonding with Ag sintered layer
概要:
銀焼結材によりCu基板上に接合したSiCおよびSiパワーデバイスチップシステムについて、COMSOL Multiphysicsを用いて熱サイクル試験における熱応力分布や応力集中を解析した。 銀焼結層を用いたとき、従来はんだを用いたとき共にSiC構造の最大応力値はSi構造よりも大きく、これはSiCのヤング率が大きいためである。 また、SiC、Si両構造について、銀焼結層の角におけるフォンミーゼス応力の主要な成分が垂直応力であることが分かった。
Abstract:
We have analyzed the thermal stress profiles and concentrations under thermal cycling test by 3D multi-physics solver for SiC and Si power device chip systems using Ag sintering chip-attachment on Cu plate. The maximum stress value in SiC structure is higher than that in Si structure for both Ag sintering and conventional solder bondings due to larger Young’s modulus of SiC. It was also found that the normal stress is the major component of von Mises stress at the corners of Ag sintered layer for both SiC and Si structures.

Poster Session [P-17]

氏名:
野瀬 達人 様

所属:
慶應義塾大学 大学院工学研究科

共著者:高野直樹先生(慶應義塾大学) 

Name:
Tatsuto Nose
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
Graduate School, Keio University

ポスタータイトル:
チタン合金製3D積層造形品の非線形FEM解析
Poster Title:
Nonlinear FEM analysis of 3D printed titanium alloy products
概要:
3D積層造形あるいはアディティブマニュファクチャリングは多孔性の軽量部品の一体成形やテイラーメイド医療用インプラント作成などに適した製造技術であるが、多数の造形プロセスパラメータの影響がいまだに明確化されておらず、造形品の品質保証が課題となる。本研究はアルミ合金製の歯科補綴物を対象とし、物性値のばらつきを考慮した造形品のマイクロCTイメージベース弾塑性FEMの研究事例を発表する。
Abstract:
3D printing technology or additive manufacturing is a promising technology suited for light-weight structure as well as patient-specific medical implant. However, the quality assurance of 3D printed products is a problem, because the influences of variety of process parameters have not been clarified. The authors present the micro-CT image-based elasto-plastic finite element analysis of 3D printed dental prosthesis made by titanium alloy considering the variability of mechanical properties.

Poster Session [P-18]

氏名:
張 金 様
【質疑応答は英語】

所属:
東京大学 工学系研究科マテリアル工学専攻 霜垣・百瀬研究室

共著者:舩門佑一様(東京大学)、出浦桃子先生(東京大学)、百瀬健先生(東京大学)、霜垣幸浩先生(東京大学) 

Name:
Kim ZHANG
, et al. 

Title:
Student 

Affiliation:
SHIMOGAKI / MOMOSE LAB., Department of Materials Engineering, School of Engineering, The University of Tokyo

Poster Title:
Time evolution of film thickness profiles during chemical vapor deposition in multiscale simulation

Poster Session [P-19]

氏名:
福川 真

所属:
計測エンジニアリングシステム株式会社 第一技術部
主務 

共著者:トン リチュ(計測エンジニアリングシステム株式会社) 

Name:
Makoto Fukukawa
, et al. 

Title:
Assistant Manager 

Affiliation:
Engineering Division1, Keisoku Engineering System Co., Ltd.

ポスタータイトル:
薄膜型全固体リチウムイオン電池のインピーダンスモデリング
Poster Title:
Modeling Impedance of Thin Film All-Solid-State Lithium Ion Batteries
Abstract:
There is great interest in developing all-solid-state lithium-ion batteries. They are ideal micro-power sources for many applications in portable electronic devices, electric vehicles and biomedical engineering. The batteries are possessed of high energy and power densities, good capacity retention for thousands of discharge/charge cycles, and an extremely low self-discharge rate. It is known that all-solid-state lithium-ion batteries are often fabricated by thin film methods, with thicknesses in the range of a few micrometers. Since porous electrodes are not used for this kind of batteries, all electrochemical reactions take place on the interface between the electrolyte and solid electrode domains. The conductivity of the solid electrolyte is typically several orders of magnitude lower than that of a traditional liquid electrolyte lithium-ion battery, which is the drawback of the solid electrolyte. All solid state lithium-ion batteries molded into nano/submicron scale thin film on micro-pillar arrays are attractive, because they would allow the improvement of their conductivity dramatically. In order to make further improvement in the technology of thin film solid-state batteries on micro-pillar arrays, an in-depth understanding of the electrochemical processes involved in thin film batteries on micro-pillar arrays is necessary. However, the measurement and an evaluation of these batteries is very difficult due to complicated structure of them. Numerical simulation method is a powerful tool to realize the processes. In this work, the model of thin film all solid-state lithium-ion batteries is developed based on COMSOL Multiphysics@. Then, the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of the batteries simulated and evaluated the performance of themselves.

Poster Session [P-20]

氏名:
福川 真

所属:
計測エンジニアリングシステム株式会社 第一技術部
主務

共著者:トン リチュ(計測エンジニアリングシステム株式会社)

Name:
Makoto Fukukawa
, et al. 

Title:
Assistant Manager 

Affiliation:
Engineering Division1, Keisoku Engineering System Co., Ltd.

ポスタータイトル:
薄膜全固体リチウムイオン電池のシミュレーション
Poster Title:
Simulation of Thin Film All-Solid-State Lithium Ion Batteries
概要:
全固体リチウムイオン電池は、3次元的にナノスケールの薄膜に成形することにより、従来課題とされてきた導電性を劇的に改善できることが期待される。 本研究では、COMSOL Multiphysics @を用いた薄膜全固体リチウムイオン電池の三次元モデルに基づくシミュレーションを行った。 電解質中の三次電流密度の計算および電極中のリチウム種の輸送をカップリングして解析した。それにより、充放電プロセスにおける、リチウムイオンおよびリチウムの濃度および電流密度が得られる。 そして、種々の充放電レートに対する充放電曲線(セル電圧対時間)を評価した。
Abstract:
Three-dimensional all-solid-state lithium-ion batteries molded into nano-scale thin film are attractive, because they would allow the improvement of their conductivity dramatically. In this work, we present a simulation research based on a three dimensional model of thin film all-solid-state lithium-ion batteries using COMSOL Multiphysics@. The calculation of tertiary current density in the electrolyte and the transport of lithium species in the electrode are coupled. The concentration of lithium-ion and lithium and the current density are obtained in charge/discharge process. Then, the charge/ discharge curves (cell voltage vs. time) for various charge/ discharge rates are analyzed.

Poster Session [P-21]

氏名:
トン リチュ

所属:
計測エンジニアリングシステム株式会社 第一技術部
副部長 

Name:
Lizhu Tong
 

Title:
Deputy General Manager 

Affiliation:
Engineering Division1, Keisoku Engineering System Co., Ltd.

ポスタータイトル:
LiFePO4/グラファイト系リチウムイオン電池の放電特性の数値解析
Poster Title:
Numerical Analysis of Discharge Characteristics of a LiFePO4/Graphite Lithium-ion Battery
概要:
本研究は,有限要素解析ソフトウエアCOMSOL Multiphysicsを用いて,LiFePO4/グラファイト系リチウムイオン電池(LIB)の数値解析を実施し,電極内のリチウム濃度,電位および電流密度の空間分布が得られる.電極活物質の電極反応ならびに,LIBの放電特性および電解質中のリチウム塩の輸送などを解析した結果について報告する.
Abstract:
In this paper, the finite element software COMSOL Multiphysics is used to perform the numerical analysis of a LiFePO4/Graphite Lithium-ion Battery. The distributions of lithium concentration, electric potential, current density in the electrodes are obtained. The results involving the electrochemical reactions on the electrode active material particles, discharge characteristics, as well as the transport of lithium salts in the electrolyte are reported.

Poster Session [P-22]

氏名:
橋口 真宣

所属:
計測エンジニアリングシステム株式会社 第一技術部
部長 

共著者:米大海(計測エンジニアリングシステム株式会社) 

Name:
Masanori Hashiguchi
, et al. 

Title:
General Manager 

Affiliation:
Engineering Division1, Keisoku Engineering System Co., Ltd.

ポスタータイトル:
FEM-BEMハイブリッド法による音響伝搬解析
Poster Title:
Sound propagation analysis based on FEM-BEM hybrid method
概要:
音響の伝搬問題をFEMで解析する際に計算メモリの制約から解析領域の大きさに制限を受ける。COMSOL Multiphysics Ver.5.3aでBEMが導入され、FEMとの連成解析ができるようになった。本稿では、その妥当性を検証する目的で、解析解のある問題をCOMSOL Multiphysics Ver.5.3aのFEM-BEMハイブリッド法で取り扱った。その結果、(i) 解析解と良く一致すること、(ii) FEM-BEM間の接合面ではメッシュを密に配置することが重要であること、が知見として得られた。
Abstract:
On the modelling of sound propagation problem, it is difficult to treat it with only Finite-element method if the computational region required in pressure acoustic simulation is so large that it needs a huge number of computational meshes. Recently, COMSOL Multiphysics Ver.5.3a has introduced a FEM-BEM hybrid method, and it is expected that this hybrid method is useful in the case where sound propagation problem is considered. In this paper, to verify the method, numerical study was performed and the results was compared with existing analytic solutions. It was found that the method was valid, while how mesh is arranged on the boundary surfaces connecting BEM region and FEM region, affects the accuracy of resulting numerical solution.

Poster Session [P-23]

氏名:
橋口 真宣

所属:
計測エンジニアリングシステム株式会社 第一技術部
部長 

共著者:福川真(計測エンジニアリングシステム株式会社)、米大海(計測エンジニアリングシステム株式会社) 

Name:
Masanori Hashiguchi
, et al. 

Title:
General Manager 

Affiliation:
Engineering Division1, Keisoku Engineering System Co., Ltd.

ポスタータイトル:

蒸留塔の設計方程式へのFEMの応用
Poster Title:
Application of FEM to the design equation of distillation column
概要:
石油化学プラントの装置設計は設計方程式を利用している。最近、蒸留は半導体等の最新デバイスの製造プロセスにも応用されてきており、このような新しい蒸留プロセスでは設計方程式の簡便さを活かしつつ、種々の仮定を取り除く必要があると考えられる。本研究では、設計方程式の拡張を目的として、蒸留プロセスの質量輸送式を偏微分方程式で記述し、FEMで解を求めた。さらに、最適化手法を取り入れることで計算を自動化した。有限要素解はCOMSOL Multiphysicsを利用して求め、設計方程式による解との比較を行うことで本手法の妥当性を検証した。
Abstract:
In design of device in petrochemical plant, the so called design equation is widely used. Recently distillation column, one of important devices in chemical engineering, has come to be applied in the semiconductor field. It is, therefore, desired to extend the usual design equation so that it can be applied to such new processes, removing several assumptions introduced in the design equation and maintaining the simplicity of it. In this study, aiming to develop an extension of the design equation, FEM with optimization method is applied to distillation column and the mass conservation equations expressed by a set of partial differential equations are solved. COMSOL Multiphysics is used to obtain the numerical solution. It was found that the presented method coincides with the existing solution of the design equation and the results can visualize the detail within distillation column as field distribution.

※都合により発表者、発表内容が変更となる場合があります。
※敬称に先生と記載の皆様は、教育機関の教員および医療機関の医師の方です。
【質疑応答は英語】と記載の方との質疑応答は英語でお願いします。

皆様のお越しをお待ちしております