データ提供：　岐阜大学大学院 工学研究科 環境エネルギーシステム専攻　助教　吉野 純　様

　【 研究の詳細は以下のサイトを参照ください。 】
　　※ 岐阜大学大学院 工学研究科 環境エネルギーシステム専攻 自然エネルギー研究室
　　※ 岐阜大学が発信する愛知県・岐阜県の局地気象予報

　データ提供：株式会社数理計画　情報解析部　岡田 臣 様

　データ提供：株式会社数理計画　情報解析部　岡田 臣 様

　都市部の幹線道路沿道で見られる大気汚染物質の拡散現象を、CFD(数値流体モデル)を使ってシミュレーションを行った。

　データ提供：（株）千代田コンサルタント　堀内様

　大気汚染物質がチャンネル型の底面から発生し、周辺の風が左から右に吹いている場合を想定しています。 大気汚染物質の発生源にある３枚の壁の高さが変化したときに周辺の大気拡散濃度がどのように広がるかを計算し､ アニメータ2Dで図化しています。





　※（株）千代田コンサルタントのホームページでもご覧になれます。
　　 http://www.chiyoda-ec.co.jp/cfd_cg/taiki.html

　データ提供：（株）千代田コンサルタント　堀内様

　北海道内の風の状況について、観測データを基に図化し、強風となっている場所等を視覚的にわかるように表示したものです。 各月のデータを１２か月分、時系列データとしてfldファイルを作成しています。

　データ提供：日立エンジニアリング株式会社



　※かくさんすけっとのホームページ http://www.hitachi-hec.co.jp/seihin-d/taikss/taikss01.htm

　データ提供：徳島大学 建設工学科

　データ提供：東京大学大学院工学系研究科　航空宇宙工学専攻　姫野武洋様

　データ提供：東京工業大学　総合理工学研究科　赤松良久　様


　※本研究は東京工業大学大学院理工学研究科池田駿介教授のご指導の下おこなっております。
　　(HP： http://www.cv.titech.ac.jp/~ikeda-lab/html/main.html )

　データ提供：株式会社三井造船昭島研究所

　船舶設計用ＣＦＤシステム『NeoShip』は、船型の作成から解析結果の表示までの全ての船舶の数値解析に必要な機能を備えており、 比較的簡単な操作で船体周りの本格的な流場解析を行うことができます。 NeoShipは、計算対象となる船型を作成するＣＡＤソフト『Maxsurf』、流場予測を行うための流体解析ソフト『FLOW-3DR』などを初めとするＣFＤソルバー群、 解析結果を表示するための可視化ソフト『MicroAVS』、そしてそれらを統合するモジュール群より成っています。



　船型改良を目的とした流場解析では、解析結果の可視化は、流速や圧力分布などを計算する数値計算そのものと並んで、 非常に重要な作業となります。抵抗低減や推進性能向上を達成するためには、船体周りの流体現象を正確に把握できるかどうかが重要で、 それが出来なければ的確な船型改良を行うことは出来ません。流体現象の正確な把握には、 解析結果を効率良く可視化することが必要不可欠です。つまり解析結果の可視化用システムが、 船型改良の成否を握っていると言っても言い過ぎではありません。

　NeoShipでは、『MicroAVS』を可視化システムとして利用しております。NeoShipのシステムでは船体周りの流場計算が終わると、 『MicroAVS』のデータファイルとアプリケーションファイルが自動的に作成されます。 『MicroAVS』の直感的で簡単な操作性もあり、NeoShipのユーザは計算が終われば、 解析結果の面倒な処理作業に追われること無く、すぐに流体現象の観察に専念することが出来るようになっています。 また、『MicroAVS』は可視化機能が多彩で冗長性があり、ユーザ独自の目的に合せて種々の可視化作業が行うことが出来ますので、 様々な局面で流体現象の調査に威力を発揮します。


　※船舶用CFDシステム『NeoShip』に関する情報とお問い合わせはこちらへ
　　 http://www.mes.co.jp/Akiken/business/soft_products/al2004_802.html

　データ提供：日本鉄鋼協会・東大生研柳本研・早稲田大学浅川研

　日本鉄鋼協会、東大生研柳本研、早稲田大学浅川研が合同で開発した棒線圧延3次元解析システムの3次元表示機能部分を MicroAVSで行っています。

　データ提供：名古屋工業大学工学部 材料工学科 小山敏幸様

　図は、Fe-Cr合金におけるα(bcc)相の相分解の３次元シミュレ－ション結果である。計算手法には、 小山氏の研究グル－プが開発を進めている"Phase-field法" を用いている。計算条件は、合金組成がFe-40at%Cr、 および温度はT=773Kで、図の１辺の長さが 20nmであり、３軸は体心立方格子の<100>方向である。 図中の暗い部分が析出相と母相の界面で、Cr濃度50at%の等濃度面にて析出相表面を表現している。 図中の数値は無次元化された時間である。これより、相分解初期にスピノ－ダル分解によって、 高Cr濃度のゾ－ンがいたる所に生成し(t=40s')、相分解の進行に伴いゾ－ンが繋がりながら、 "まだら構造"が形成されることがわかる(t=60s')。また相分解後期において、 ほぼ自己相似性を保ちながら組織は粗大化していく(t=100s'～800s')。



　本手法の利点の１つは、α相の化学的自由エネルギ－として、Fe-Cr合金の平衡状態図（相図）を正確に表現する 熱力学的デ－タを用いている点にある。したがって、本計算は単に定性的なシミュレ－ションではなく、 その合金系の平衡状態図（相図）に直接対応した、定量的な計算となっている。特に金属材料分野では、 平衡状態図における各相の化学的自由エネルギ－の多くが、すでに組成および温度の関数として求められているので、 計算に必要な熱力学的パラメ－タの入手が容易であり、本結果のように実在材料のナノメ－トルサイズにおける組織形成予測を シミュレ－ションに基づき解析することが出来る。

　材料における組織形成過程は、典型的な非線形現象を含む場合が多く、従来 相変態・組織形成の計算機シミュレ－ションの分野は定性的な議論が中心であった。しかし近年の計算機の発展は、 このような相分解組織制御を定量性をも含めて、設計シミュレ－ションとして行うことを可能にしつつある。事実、 ここで紹介した計算結果は、最近のパ－ソナルコンピュ－タで１時間以内(条件によっては数分以内)に計算でき、 ほとんど対話式に材料の組織形成過程を計算機実験することが可能である。今後、試行錯誤の要素も加味しながら 対話式に材料設計を行える組織形成計算システムの構築を目指している。

　データ提供：松家 剛 様（元東京工業大学大学院）

　多孔質体とは、たとえばスポンジのような中に穴のいっぱいあいたもの総称である。多孔質体の内部流動を解析することは、 例えばフィルター内部の流体解析や、コンクリートに水が染み込む様子の解析など、幅広い分野の研究において必要となり、 工業的に大変重要だ。しかし、多孔質体は大変複雑な構造をしており、内部流動の計測は困難である。

　構造の測定には、MRIを使用した。MRIは､水（プロトン）の計測を行うので､多孔質体は水で満たさなくてはならない。 多孔質体の試料は､ガラス片を円筒形に焼き固めたものを用いた。直径は、約4cm。

　試料の中心から上下4cmの間で等間隔に81枚の断面画像を撮り、画像処理施し、MicroAVSを利用して3次元画像を構築した。 画像中、白い部分がガラス片だ。

　データ提供：大同工業大学　情報機械システム工学科　小森和武助教授

　丸棒を過酷な条件で引抜き加工した場合、丸棒の中心部に引抜き方向に周期的に割れが発生します。 この割れ(クラック)の形状が山形(シェブロン)に似ているため、この割れはシェブロンクラックと呼ばれています。

　一般に，割れは材料の空孔体積率と関係があると言われています．そこで、材料の空孔体積率がある値以上の場合に 材料が割れると仮定して、解析が行われています。材料の空孔体積率のカラー面コンターが図示されています。

　データ提供：大同工業大学 機械工学科

　データ提供：北九州工業高等専門学校

　データ提供：クオリカ株式会社　第二事業部　PLMソリューション部　様


　※「JSCAST」のホームページ http://www.qualica.co.jp/products/manufact/jscast/index.html

　データ提供：　愛媛大学大学院 理工学研究科　准教授　中畑 和之　様

　【 研究の詳細は以下のサイトを参照ください。 】
　　※ 研究室の紹介ページ
　　※ VizJournal記事

　データ提供：　千葉工業大学　菊池研究室　様

　本研究では、蝶をモデルとした小型はばたきロボットを開発することを目的とし、実機製作と共に、 数値計算によって翅周りの流体解析を行い、はばたきによる翅周りの流れ場を効率的に利用して飛翔できる機構を開発することを目指しております。

　【 研究の詳細は以下のサイトを参照ください。 】
　　※ 研究室の紹介ページ

　データ提供：千葉工業大学　電気工学科　岡本教授

　心臓の活動に伴って体表面上に発生する電位分布や磁場分布を測定し、これから逆に心臓の活動状態を推定しようというのが 心電位・心磁場逆問題である。その解法の一つとして、心臓内の電気現象を十分に良く再現できる心臓モデルを用意し、 モデルから計算される電位・磁場分布と実測される電位・磁場分布とが最も良く一致するようにモデルの「病状」を調節する、 という手法が試みられている。

　人体は複雑な形状を持ち、各種臓器によって導電率も異なるが、境界要素法を利用すれば電位や磁場を効率的に数値計算することが 可能である。図は心房・心室内の血液、心筋、及び左右の肺を考慮した実形状のトルソモデルである。 MRIの断層画像から構成される境界形状モデルの良否を検討するのにMicroAVSの「３次元形状の表示」機能を活用している。



　※千葉工業大学のホームページ　 http://www.it-chiba.ac.jp/

　データ提供：千葉工業大学　電気工学科　岡本教授

　頭表面電位分布から脳内の活動部位を推定するための3層頭蓋モデル（脳表面、頭蓋骨外表面、頭皮）、及び起電力推定の一例。 昭和大学と共同で行っている研究のデモデータである。




　※千葉工業大学のホームページ　 http://www.it-chiba.ac.jp/

　データ提供：慶應義塾大学　理工学部機械工学科　専任講師　小川邦康 様

　医療用MRI＜磁気共鳴画像＞を工業的アプリケーションに利用し、エコアイスの中身を見ることを試みた。

　まず、1つのカプセルについて、その表面の熱流速を計測し、等数値ボリュームで表示。 次に多数のカプセル充填層について同様の操作を行った。

　データ提供：神戸製鋼所　技術開発本部　機械研究所　流熱技術研究室　織田剛 様

　この計算は相変化を伴う気液界面の流動と成長をレベルセット法で解いたものです。計算は直交格子系の軸対称２次元で 行っています。球状に広がる気泡の1/4だけを表示しています。

　中心付近の青色の部分はヘリウムガスで、ガス温度は飽和温度である４．２[K]です。外側の赤色の部分は液体ヘリウムで、 液温度は４．７[K]にしています。つまり、液体ヘリウムは飽和温度以上に過熱されています。初期の気泡径は２０μｍで、 界面において温度は４．２[K]から４．７[K]にステップ状に変化しています。

　この状態から計算を進めると、気液界面において蒸発が起こり、気泡がどんどん成長していきます。 気泡の中では対流は生じませんが、ヘリウムの気液密度比は気相：液相=１：８ですので気泡が成長すると膨張して 周囲の液体ヘリウムを外部へ押しのけていきます。したがって、液体ヘリウムの部分では気泡中心から放射状に拡大する方向へ 対流が生じています。

　黒色の線コンターを１本だけ表示していますが、これが気液の界面です。FLDファイルの中ではlevel-1が相当します。 level-1の値がゼロを表示させると界面になります。

　カラーコンターは温度を表しています。FLDファイルの中ではtemperatureが相当します。 初期条件では温度がステップ状に変化していますが、時間が経過するに連れて熱伝導により温度が拡散して、 ある分布幅をもって変化するようになります。



　※ ムービー・ファイル (149KB) (mpeg形式ファイル）

　データ提供：北海道大学大学院工学研究科 量子物理工学専攻 Oliver B. Wright教授

　水面に起こる漣（さざなみ）はロマンチックなものです。例えば、静かな水面に蛙が飛込んだときの円形の波紋は なんとなく愉快な気分にさせてくれます。そして、今、恋人たちが見つめる新しい種類の漣が表れました。 結晶の表面を広がる波紋です。レイリー卿はガラスのような非晶質固体の表面に広がる波紋は円形であることを １８８５年に予言しました。しかし、結晶においては音速はその伝わる方向によって異なることが音響波動方程式の解析から 予測されます。そのため、その波紋は円形よりももっと複雑な形となります。

　私達のグループは、同北海道大学やフランスのメイン大学の理論物理学者グループと共同で結晶表面の漣の美しい模様を 明らかにしました。私達は、池に飛込む蛙を超短時間幅のレーザーパルスに、水面を結晶表面に置き換えました。 超短時間幅レーザーパルスは高い周波数の波紋を発生させることができます。さらに波紋を見つめる人の目の代わりに、 別のレーザーパルスを使って観察しました。このようにして、私達は結晶表面の顕微鏡スケールの波紋の動画撮影に成功しました。

　様々な結晶表面の一点から広がる波紋は、見慣れた円形ではなく、これまで見たことのない四角や星形をしています。 星霜が木々の年輪に刻まれるように、波紋にはその通過点の物質の性質が記憶されます。そして波紋を「読む」ことによって 物質の弾性的な性質を明らかにすることができます。波紋のエネルギーがある特定の方向に集中する現象は「フォノン収束効果」 として知られていますが、私達の波紋の映画は、フォノン収束効果を文字通り視覚化してくれます。

　このアニメーションは、厚さ1mmの二酸化テルル(TeO2)の結晶の基板の上に厚さ40nmの金薄膜をつけた試料の150μm×150μm領域の 弾性表面波の波紋の映像です。二酸化テルルの結晶は正方晶系の対称性を示し、強い異方性を持ちます。 この結晶の結晶軸(011)方向の切断面の波紋は強い異方性とその結果として起こるフォノン集束効果のために とても複雑な形となります。



　※研究室URL: http://kino-ap.eng.hokudai.ac.jp/j-index.html

　データ提供：東京理科大学　理学部物理学科　渡辺一之研究室　様

　2次元の箱の中央に波束を置き、斜め右上に初速度を与えます。時間に依存したシュレディンガー方程式を数値的に解きながら、 波束と壁との衝突とそれによって作られる定在波の様子をMicroAVSで可視化しました。



　※ ムービー・ファイル (MPEG形式: 2,822KB)

　データ提供：函館工業高等専門学校　物質工学科　長尾輝夫 助教授


　ダイオキシン類は塩素と酸素を含む有機化学物質の一種で、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）と ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）がある。物を燃やしたり、塩素を含む有機化合物を製造する過程などで、 副生成物などとして自然に生成され、廃棄物の焼却施設が最大の発生源であり、たばこの煙にも含まれていることが分かっている。

　データ提供：広島大学 生物圏科学研究科