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論文

計算科学シミュレーションコードSPLICEによる異種材料レーザー溶接プロセスの数値解析

村松 壽晴; 佐藤 雄二; 亀井 直光; 青柳 裕治*; 菖蒲 敬久

日本機械学会第13回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集(No.19-307) (インターネット), p.157 - 160, 2019/10

本研究は、レーザーによる異種材料溶接を対象とし、溶接時の温度管理等を適切に行うことにより、発生する残留応力を低減させることを目的とする。報告では、残留応力発生に大きな影響を持つ溶融池・凝固過程での過渡温度挙動を、計算科学シミュレーションコードSPLICEにより評価し、溶接加工時の伝熱流動特性に基づき、溶接施工時に溶融池領域の表面温度分布をサーモグラフィーなどにより把握することにより、これを指標として冷却速度をレーザー加熱などによって制御し、温度勾配解消が期待できる溶融池内対流輸送を維持し、発生する残留応力を低減できる可能性を示した。

報告書

平成29年度計算科学技術研究実績評価報告

システム計算科学センター

JAEA-Evaluation 2018-002, 32 Pages, 2019/02

JAEA-Evaluation-2018-002.pdf:1.09MB

システム計算科学センターにおいては、「国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の中長期目標を達成するための計画(中長期計画)」に基づき、原子力分野における計算科学技術研究に関する研究開発を実施してきた。本研究開発は原子力基礎基盤研究のうちの1分野として位置づけられていることから、原子力基礎工学研究・評価委員会による助言と評価がなされるが、計算科学技術研究については、それを支援するために原子力基礎工学研究・評価委員会の下に計算科学技術研究専門部会が設置され、課題の詳細な内容等を評価することとなった。本報告は、以下についてとりまとめたものである。(1)平成29年度にシステム計算科学センターにおいて実施された計算科学技術研究の実績、(2)それに対する計算科学技術研究専門部会による評価

論文

レーザー溶融・凝固プロセス計算科学シミュレーションコードSPLICEを用いたレーザー照射加工条件の導出

村松 壽晴

スマートプロセス学会誌, 8(1), p.4 - 8, 2019/01

本解説論文では、加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするために開発中の計算科学シミュレーションコードSPLICEの概要と各種レーザー加工プロセスへの適用例を実験結果などとともに紹介する。さらに、加工プロセスに対する設計空間を可視化することにより、レーザー加工に付随するオーバーヘッドを大幅に低減させ得る方法として、SPLICEコードをディジタルモックアップ装置として利用するフロントローディングツールとして効果的であることを述べる。

論文

レーザー溶融・凝固プロセス計算科学シミュレーションコードSPLICEを用いたレーザー照射加工条件の導出

村松 壽晴

日本機械学会2018年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 5 Pages, 2018/09

本発表では、加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするために開発中の計算科学シミュレーションコードSPLICEの概要と各種レーザー加工プロセスへの適用例を実験結果などとともに紹介し、加工プロセスに対する設計空間を可視化することにより、レーザー加工に付随するオーバーヘッドを大幅に低減させ得る方法として、SPLICEコードをディジタルモックアップ装置として利用するフロントローディングに対する実現見通しについて述べる。結果として、レーザー加工プロセス計算科学シミュレーションコードSPLICEによって、設計空間を可視化すると共にレーザー照射条件などの設定の伴うオーバーヘッドを低減させることが可能であることを確認した。更にフロントローディングのためのツールとして、また複合物理過程を定量的に評価し、レーザー加工プロセスを適正化するためのツールとして効果的であるとの見通しを得たことを報告する。

論文

レーザコーティングプロセスの計算科学シミュレーション

村松 壽晴

レーザ加工学会誌, 25(2), p.81 - 85, 2018/06

金属粉末直噴型レーザコーティングプロセスで発生する溶融・凝固現象などを含む複合物理過程を把握し、レーザ照射条件の適切化作業を合理的に行えるようにするため、ミクロ挙動とマクロ挙動とを多階層スケールモデルにより接続する気-液-固統一非圧縮性粘性流解析コードSPLICEを開発中である。同コードを用いた数値解析を通じ、レーザコーティングに係る設計空間などを可視化することで、レーザ照射条件設定に係るオーバーヘッドの大幅低減が可能であることを確認した。

報告書

平成28年度計算科学技術研究実績評価報告

システム計算科学センター

JAEA-Evaluation 2017-002, 37 Pages, 2017/12

JAEA-Evaluation-2017-002.pdf:1.19MB

システム計算科学センターにおいては、「国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の中長期目標を達成するための計画(中長期計画)」に基づき、原子力分野における計算科学技術研究に関する研究開発を実施してきた。この研究開発は原子力基礎基盤研究のうちの1分野として位置づけられていることから、原子力基礎工学研究・評価委員会による助言と評価がなされるが、計算科学技術研究については、それを支援するために原子力基礎工学研究・評価委員会の下に計算科学技術研究専門部会が設置され、課題の詳細な内容等を評価することとなった。本報告は、平成28年度にシステム計算科学センターにおいて実施された計算科学技術研究の実績と、それに対する計算科学技術研究専門部会による評価をとりまとめたものである。

論文

Recent advances in modeling and simulation of the exposure and response of tungsten to fusion energy conditions

Marian, J.*; Becquart, C. S.*; Domain, C.*; Dudarev, S. L.*; Gilbert, M. R.*; Kurtz, R. J.*; Mason, D. R.*; Nordlund, K.*; Sand, A. E.*; Snead, L. L.*; et al.

Nuclear Fusion, 57(9), p.092008_1 - 092008_26, 2017/06

 被引用回数:32 パーセンタイル:0.46(Physics, Fluids & Plasmas)

ITER後に計画されているDEMO炉の構造材料は、これまでにないような照射、熱条件にさらされる。このような極限環境を実験的に模擬することはできないが、計算科学的な方法によって材料挙動を研究し実験的方法を補足することができる。高温や照射に対するすぐれた耐性から、タングステンは第一壁やダイバータ等のプラズマ対向面の材料として最善の候補とされている。このレビューではプラズマ対向材および高速中性子に照射されるバルク材としてのタングステンの最近の計算科学によるモデリングの成果についてまとめた。特に、計算科学的な方法によるいくつかの顕著な発見に重点を置き、残された将来の課題を指摘した。

報告書

平成27年度計算科学技術研究実績評価報告

システム計算科学センター

JAEA-Evaluation 2016-003, 38 Pages, 2017/01

JAEA-Evaluation-2016-003.pdf:4.56MB

システム計算科学センターにおいては、「国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の中長期目標を達成するための計画(中長期計画)」に基づき、原子力分野における計算科学技術研究に関する研究開発を実施してきた。この研究開発は原子力基礎基盤研究のうちの1分野として位置づけられていることから、原子力基礎工学研究・評価委員会による助言と評価がなされるが、計算科学技術研究については、それを支援するために原子力基礎工学研究・評価委員会の下に計算科学技術研究専門部会が設置され、課題の詳細な内容等を評価することとなった。本報告は、平成27年度にシステム計算科学センターにおいて実施された計算科学技術研究の実績と、それに対する計算科学技術研究専門部会による評価をとりまとめたものである。

論文

Suppression of radiation-induced point defects by rhenium and osmium interstitials in tungsten

鈴土 知明; 長谷川 晃*

Scientific Reports (Internet), 6, p.36738_1 - 36738_6, 2016/11

 被引用回数:10 パーセンタイル:35.13(Multidisciplinary Sciences)

照射耐性が強い材料を開発することは原子力材料への応用にとって重要であり、そのため照射欠陥の発達モデルを構築することが望まれている。我々は第一原理計算とキネティックモンテカルロ法を応用して、ある種の溶質元素をタングステンに添加することにより格子間原子の移動次元を変化させて照射効果を軽減するメカニズムを示すことに成功した。自己格子間原子が1次元運動するすべての体心立法格子の金属にこのメカニズムをあてはめることができるため、ここで得られた結果は原子力材料に使われる照射耐性の合金を計算科学によって探索するための一つのガイドラインとなりうる。

論文

レーザー加工プロセスの計算科学; シミュレーションと加工条件の導出

村松 壽晴

KANRIN, 68, p.14 - 18, 2016/09

加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするために開発中の、計算科学シミュレーションコードSPLICEの概要と評価例、およびオーバーヘッドの大幅低減を目指し、SPLICEコードをディジタルモックアップ装置として利用したフロントローディング実現に対する見通しを紹介する。

報告書

第2期中期目標期間計算科学技術研究実績評価報告

システム計算科学センター

JAEA-Evaluation 2015-015, 182 Pages, 2016/03

JAEA-Evaluation-2015-015.pdf:2.54MB

システム計算科学センターにおいては、「独立行政法人日本原子力研究開発機構の中期目標を達成するための計画(中期計画)」に基づき、原子力分野における計算科学技術研究に関する研究開発を実施してきた。この研究開発は原子力基礎工学研究のうちの1分野として位置づけられていることから、原子力基礎工学研究・評価委員会による助言と評価がなされるが、計算科学技術研究については、それを支援するために原子力基礎工学研究・評価委員会の下に計算科学技術研究専門部会が設置され、課題の詳細な内容等を評価することとなった。本報告は、第2期中期目標期間(平成22年度$$sim$$平成26年度)にシステム計算科学センターにおいて実施された計算科学技術研究の実績と、それに対する計算科学技術研究専門部会による評価をとりまとめたものである。

論文

ディジタルモックアップ装置を用いた鉄鋼材料レーザー加工プロセスのフロントローディング

村松 壽晴

第84回レーザ加工学会講演論文集, p.113 - 116, 2016/01

レーザー加工において、意図した性能や製品を実現するためには、ここで発生する溶融・凝固現象などを含む複合物理過程を把握した上で、レーザー照射条件などを適切に設定する必要がある。しかし、この条件適切化作業は、繰返しによる膨大なオーバーヘッドを伴うのが一般的であり、多品種少量生産などを指向する産業分野へのレーザー加工技術の導入を阻害する一因ともなっている。原子力機構では、加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするため、ミクロ挙動とマクロ挙動とを多階層スケールモデルにより接続した計算科学シミュレーションコードSPLICEを開発中である。このSPLICEコードをレーザーコーティングプロセスに適用し、設計空間の可視化、レーザー照射条件の設定などを通じて、コーティングプロセスに係わるオーバーヘッドを効果的に低減させることが可能であることを確認した。

論文

レーザーコーティングプロセスの計算科学シミュレーションと加工条件の導出

村松 壽晴

RIST News, (60), p.22 - 27, 2016/01

レーザー加工において、意図した性能や製品を実現するためには、ここで発生する溶融・凝固現象などを含む複合物理過程を把握した上で、レーザー照射条件などを適切に設定する必要がある。しかし、この条件適切化作業は、繰返しによる膨大なオーバーヘッドを伴うのが一般的であり、多品種少量生産などを指向する産業分野へのレーザー加工技術の導入を阻害する一因ともなっている。日本原子力研究開発機構では、加工材料にレーザー光が照射されてから加工が完了するまでの複合物理過程を定量的に取扱えるようにするため、ミクロ挙動とマクロ挙動とを多階層スケールモデルにより接続した計算科学シミュレーションコードSPLICEを開発中である。このSPLICEコードをレーザーコーティングプロセスに適用し、設計空間の可視化、レーザー照射条件の設定などを通じて、コーティングプロセスに係わるオーバーヘッドを効果的に低減させることが可能であることを確認した。

論文

「京」利用による次世代耐震シミュレーションの例証

中島 憲宏; 鈴木 喜雄; 宮村 浩子; 西田 明美; 川上 義明; Guo, Z.; 富山 栄治*

計算工学, 20(4), p.3338 - 3340, 2015/12

HPCI戦略プロジェクトの分野4ものづくりにおける課題5「原子力施設等の大型プラントの次世代耐震シミュレーションに関する研究開発」の研究開発内容について解説した。例証は高温工学試験研究炉を対象としている。FIESTA(Finite Element Analysis for Structure of Assembly)を京上に実装し、その並列化効率や実装効率を報告した。また、大規模可視化技術による可視化事例も報告した。

報告書

平成25年度大規模施設の構造を計算科学手法により評価するための基盤技術に関する共同研究開発(共同研究)

システム計算科学センター; 東京大学人工物工学研究センター*

JAEA-Review 2015-011, 72 Pages, 2015/09

JAEA-Review-2015-011.pdf:9.01MB

本報告書では、平成25年度における東京大学・人工物工学研究センターと日本原子力研究開発機構・システム計算科学センターの共同研究について報告する。この共同研究での主な研究成果は、大規模な構造解析などの高精度実行や高効率実行を支援するミドルウェア開発および材料安全性評価のためのモデル構築である。また、共同研究の一環として、ワークショップやセミナーを開催した。これらの活動概要について報告する。

報告書

公募型研究(計算科学技術ソフトウエア研究開発)総括報告書; 平成9年度$$sim$$平成14年度

企画室; 計算科学技術推進センター

JAERI-Review 2005-038, 68 Pages, 2005/09

JAERI-Review-2005-038.pdf:3.85MB

日本原子力研究所では、公募型研究(計算科学技術ソフトウエア研究開発)を平成9年度より開始し、平成14年度をもって終了した。本報告書は、6年間の本公募型研究制度運用についての総括的報告書として、公募型研究の仕組み,応募状況,実施された研究開発課題の実績,評価結果概要,成果,課題,改善点等をとりまとめたものである。

報告書

平成16年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

情報システム管理課

JAERI-Review 2005-032, 151 Pages, 2005/08

JAERI-Review-2005-032.pdf:11.51MB

日本原子力研究所計算科学技術推進センターでは、研究活動を支援するためにスーパーコンピュータをはじめとする大型計算機システムを導入し、所内における研究活動に役立たせるとともに、計算機システム及びネットワークシステムの運用管理を行っている。本報告書は、平成16年度における原研の大型計算機の利用実績を集計し、利用ユーザからの利用報告に基いた研究内容,利用及びその成果についてまとめたものである。

報告書

平成15年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

計算科学技術推進センター

JAERI-Review 2005-008, 199 Pages, 2005/03

JAERI-Review-2005-008.pdf:30.15MB

原研計算科学技術推進センターでは、研究活動を推進するためにスーパーコンピュータをはじめとする大型計算機システムを導入し、所内における研究活動に役立たせてるとともに、計算機システム及びネットワークシステムの運用管理を行っている。本報告書は、原研の大型計算機システムを利用することにより得られた研究成果について調査を行い、その結果をまとめたものである。

論文

拡大するバイオ研究への放射線利用

渡辺 宏

バイオサイエンスとインダストリー, 61(2), p.53 - 56, 2003/02

X線の発見と原子炉で作られる放射性同位元素がトレーサーとして、その後のバイオ研究に多大な貢献を果たしてきた歴史的事実から、バイオ研究における放射線利用の意義を明示するとともに、今後新たな進展が期待されるイオンビーム利用と中性子利用を中心として、原研が世界に先駆けて進めている先端的な各種バイオ研究への取組みの現状と主要な成果を紹介する。紹介した研究は、イオンビーム突然変異研究,マイクロビーム研究,DNA修復遺伝子解析研究,ボジトロンイメージング技術,中性子構造解析研究,放射光DNA損傷解析研究,DNA損傷と修復機構のシミュレーション解析研究などである。

論文

Production and chemistry of transuranium elements

永目 諭一郎; 平田 勝; 中原 弘道

Handbook of Nuclear Chemistry, Vol.2, p.219 - 282, 2003/00

核・放射化学ハンドブックの「超ウラン元素の製造と化学」の章をまとめたものである。超ウラン元素発見の歴史,未知の超ウラン核種の合成と同定,超ウラン原子核研究の最近の進歩と成果について述べる。また超ウラン元素の溶液,固体化学的性質についてアクチノイド概念の立場から解説するとともに、最近のXAFSを用いた実験や計算科学的手法によるアクチノイド研究を概説する。

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