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玉井 広史; 大久保 綾子; 木村 祥紀; 篠原 伸夫; 田崎 真樹子; 清水 亮; 須田 一則; 富川 裕文
Proceedings of INMM 58th Annual Meeting (Internet), 6 Pages, 2017/07
核鑑識は、不法に使用された核物質等の試料を分析・照合し、その起源、経路等を解明して犯罪者等の摘発に資する技術的手段であり、警察・司法組織との緊密な連携が必須である。このための国内体制の整備がIAEAをはじめ国際的な協力のもとで進められており、各国の実情に応じた技術的な対応能力の強化・推進の方策に関する考察及び地域協力の在り方に関する検討結果を報告する。
篠原 主勲*; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
International Journal for Numerical Methods in Fluids, 58(2), p.119 - 159, 2008/09
被引用回数：3 パーセンタイル：20.2(Computer Science, Interdisciplinary Applications)ストークス流中に置かれた物体が受ける流体抵抗を低減するための随伴変数法を定式化し、幾つかのテスト計算を行った。提案した定式化には、物体表面のメッシュを平滑化する手法や定積条件を保証する手法など、安定で頑健な最適化計算の実現に必須なテクニックが組み入れられている。支配方程式は有限要素法を用いて移動メッシュ上で解かれる。計算負荷や必要メモリが過大になることを避けるため、計算コードはHEC-MWライブラリのデータ圧縮ルーチンや並列化ライブラリを利用して実装された。ここで開発したコードにより、円柱がストークス流から受ける抵抗力を25%減らすことに成功した。
篠原 主勲*; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
第20回数値流体力学シンポジウム講演要旨集(CD-ROM), 7 Pages, 2006/12
流力振動の原因である揚力を最適制御するための形状最適化システムを提案し、検証のためストークス流れの中に置かれた円柱の最適化に適用した。最適化手法にはラグランジュ未定乗数法に基づく随伴変数法を選び、プログラム開発にはライブラリ集HPC-MWを利用した。このシステムを用いて円柱の最適化を行ったところ、流れに対して約45度傾いた扁平な円柱形状を得た。
篠原 主勲; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
日本応用数理学会2006年度年会講演予稿集, p.268 - 269, 2006/09
工業用プラントの流体が流れる配管内では、構造物に負荷する内圧により構造物の振動が生じる。設計者はその都度、長年の経験に基づいて最善の設計方法を選択し、流体振動の抑制に努めてきた。しかし、その発生メカニズムを的確に把握することが難しい場合が多いため、対策が困難な場合がある。本研究では配管の振動や減肉を引き起こす表面力を低下する最適形状を構築することを目的とする。従来以上にロバストな曲がり管を構築するため、随伴変数法による形状最適化手法を用いることで、構造物の表面力を低減する配管形状を構築した。初期形状と比較して曲がり部が丸みを帯びた最適な形状を構築することで評価関数を低減した。
篠原 主勲; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 10 Pages, 2006/07
実機適用を目指して、非定常流れ場における随伴変数法を定式化し、スムージング手法,ロバストなメッシュ変形技術を実装することで円柱などの初期形状でも最適形状に収束させる随伴変数法による3次元形状最適化アルゴリズムを構築した。ラグランジュ関数の停留条件より導出した最適化の試験開始時間から最適化の試験終了時間を各時間ステップでの圧力,流速からなる状態変数を順時間で求める。その各時間での状態変数を用いながら随伴方程式の随伴変数を逆時間で計算していく。このことより、非定常流れ場に配置された円柱形状でも最適形状に収束可能とする随伴変数法による形状最適化アルゴリズムを提案する。
濱本 真平; 飯垣 和彦; 清水 厚志; 澤畑 洋明; 近藤 誠; 小山 直; 河野 修一; 小林 正一; 川本 大樹; 鈴木 尚; et al.
JAEA-Technology 2006-030, 58 Pages, 2006/03
JAEA-Technology-2006-030.pdf:10.69MB
日本原子力研究開発機構が所有する高温工学試験研究炉(HTTR)の反応度制御設備は、制御棒系と後備停止系の、動作原理の異なる二つの独立した系統で構成されている。通常運転時、原子炉の反応度を制御するとともに、運転時の異常な過渡変化時及び事故時に安全かつ確実に原子炉を停止させるものである。後備停止系は、万一制御棒系のみで原子炉を停止できない場合に、中性子吸収材である炭化ホウ素ペレットを炉心内に重力落下させ、いかなる運転状態からも原子炉を停止する機能を有するものであり、炭化ホウ素ペレットと、ペレットを収めるホッパ,電動プラグ,後備停止系駆動機構,ガイドチューブ等で構成されている。HTTRでは、平成16年7月26日から平成17年3月4日までの計画で、施設定期検査を実施してきたところ、2月21日の後備停止系の作動試験時に、本装置の16基のうち1基が正常に動作しないことがわかった。調査の結果、後備停止系が正常に動作しなかった原因は、後備停止系を駆動するモータの上部のオイルシールが変形したことによってグリースから分離した油がブレーキに到達し、ブレーキの磨耗した粉と混合することによって粘着物となり、粘着物がブレーキの解除を阻害したことによって、モータの駆動を妨げたことがわかった。
篠原 主勲; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
第19回数値流体力学シンポジウム講演要旨集, P. 214, 2005/12
複雑な形状を持つ原子力配管の最適化を目指して、時々刻々と変化していく非定常状態の流れ場での随伴変数法を定式化する。その手法を用い、ラグランジュ関数から導出された状態方程式(連続の式,ナビエ・ストークス方程式)による状態流(流体の流れ)から、随伴方程式による随伴流を発生させることで、全節点上の随伴変数を計算する。その随伴変数を用いて微小領域での感度を計算することで複雑な形状に対しても適用可能な形状最適化アルゴリズムを開発する。開発期間を短縮するため、有限要素法に基づくプログラムライブラリ、HPC-MWを利用する。解像度が異なる3種類のメッシュを用いることで有限要素法による感度解析の計算精度を比較検討する。
篠原 主勲; 奥田 洋司*; 中島 憲宏; 井田 真人
日本機械学会第18回計算力学講演会講演論文集, p.561 - 562, 2005/11
原子力配管の熱伝対の応力集中を低減する最適な形状を検討するため、随伴変数法による形状最適化システムの基盤技術を開発した。状態方程式,随伴方程式,感度方程式,ラプラス方程式からなる随伴変数法を定式化し、記憶メモリを低減,配列のアクセスを高速化するためHPCMWによるファイル渡しによるデータ入出力,1次元圧縮行列のプログラミング技術を適用し、形状最適化プログラムを開発した。3次元円柱周りの形状最適化のメカニズムを明らかにし、円柱の体積一定の制約条件下で円柱に負荷する表面力を初期形状と比較して約24%低減した。
篠原 主勲; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
計算工学講演会論文集, 10(2), p.629 - 632, 2005/05
体積一定の制約条件下で圧力抵抗が最低となる最適な形状を構築するため、随伴変数法を定式化し、最急降下法を用いてArmijoの基準に基づく直線探索法の並列化アルゴリズムを構築した。またITBLというグリッド・コンピューティング環境で並列分散処理機能を用いて、効率的に演算処理する方式を提案した。構造の特性,信頼性,コスト性が複雑に絡み合う評価関数,制約条件からなる高負荷の計算が要求されるラグランジュ関数の極値の探索方法を構築した。極値探索で生じる膨大な計算量を、不特定多数のスーパーコンピュータを用いて、ホスト間のデータ通信を削減し、最適な形状更新ベクトルの探索を並列分散処理することで、実時間の計算処理を可能とした。
菊地 昌広*; 村岡 進*; 長部 猛*; 寺田 博海; 清水 堅一; 大谷 哲雄*; 藤巻 和範*; 石川 忠嗣*; 篠原 芳紀*
第23回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.91 - 98, 2002/12
核物質の計量・測定は、核物質の量を確定する手段であり、これによって、核物質の受入れ量,払出し量,在庫量,滞留量等を、核物質取扱者が把握する。また、これら個々の量をもとに、物質収支を採り、会計するのが核物質管理である。この核物質管理は、核不拡散の世界では、主たる保障措置手段として位置付けられてきたが、物質会計という技術的な側面からその特徴を見ると、核物質の転用が無かったことの確認手段としての用途だけでなく、安全性確保のため,財産保全のため、あるいは環境汚染防止のためなど、事業者レベル,国レベルにおいてさまざまな用途がある。本論文においては、核物質計量・測定及び核物質管理の用途を議論するとともに、その目的別機能を明らかにし、主体となる事業者レベルから規制を行う国レベルに至るまでの各部署における品質保証への留意点を考察する。
篠原 主勲; 奥田 洋司*; 伊東 聰*; 中島 憲宏; 井田 真人
no journal, ,
ロバストな原子力配管形状構築を目指して、グリッドコンピューティング環境ITBLでの随伴変数法による形状最適化並列計算システムを開発した。配管は、金属に加わる力と腐食が重なって起きる「応力腐食割れ」を発生することが多いため定期検査を必要とする。しかし配管は建屋に縦横無尽に配備され、応力腐食割れは配管内側から発生するため、定期検査は極めて困難である。応力腐食割れを未然に防止する技術を確立するため、第一段階として、金属に加わる力,流体抗力の低減により、設計段階でロバストな形状を予測する随伴変数法による形状最適化技術を開発した。
