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清水賀之(教授)
Dr. Yoshiyuki SHIMIZU
専門分野:
コンピュータシミュレーション,資源工学,開発機械学 (機械工学,地盤工学,土木工学,自動制御工学)
所属学会 :
資源・素材学会,土木学会,日本機械学会
研究室概要: コンピュータを用いた数値解析手法を,海洋資源開発を含む理工学の諸問題に適用し,海洋資源・エネルギー開発や,土木・建設,産業機械の性能向上の研究を行っています.本研究室でC++言語を用いたOOP(オブジェクト指向プログラミング)の技術を習得できます.
企業,あるいは国の研究所との共同研究を行いながら,コンピュータ上で物理現象を模擬(コンピュータシミュレーション)し,社会のニーズに役立てています.また同時に,コンピュータシミュレーションをするためのツール(数値計算ソフトウエア)の研究開発を行っています.解析対象は,システム系が対象とする海洋鉱物資源を採鉱するための開発機械だけにとどまらず,陸上で使われる土木・鉱山機械や農業機械などにも役立てています.さらにまた,災害土木に関連した土石流,地すべりシミュレーションあるいは液状化を再現するためのモデルの開発などを行っています.2009年度より,我が国のメタンハイドレート資源開発研究コンソーシアムに参画し,数値解析手法を用いた流動解析シミュレータの開発を行っています.
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卒業研究は,大きく分けて2つあります.ひとつは,コンピュータシミュレーションにより開発機械,土木・鉱山機械,農業機械などの装置内の現象(物の動きや作用する力など)を計算しその性能向上のための検討を行ったり,また土石流,地すべり現象をコンピュータ上で再現させて災害発生予測などに役立てています.もうひとつは,ソフトウエア開発に関する研究です.個別要素法のカーネルに関連したロジックについての研究のほかに,計算された3次元画像を観察するためのViewerの開発や,最近増えているPCのマルチコア化にともなう計算プログラムの高速化についての研究などがあります.プログラミング言語は,おもにC/C++言語を用いています.卒業研究をとおして,研究者のににならず,サイエンス(主に物理)のわかる数値解析技術者やプログラマーを目指せます.
使用するツールは,個別要素法(Discrete Element Method)です.→コンピュータで実験へ続く(右) |
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(1) ひとつのボールを板の上にのせ,回転させない状態にして水平に動かしてみます.このときにボールと板の間で発生する力は,摩擦を考えると次のようになりますね. |
(2) 次は,ボールをある一定の高さから板の上に落としてみます.そうすると,ボールは板で跳ね返りながらその軌跡は,おおむね次に示すようになると思います. |
(3) 以上のボールと板のこんな簡単な関係(モデル)を使って,こんなことがコンピュータ上で計算できます.リアルだと思いませんか? |
(4) また,水(海)の中で,こんなことが起こっていると思いませんか? |
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