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Research
Digital Twin
Digital Twin is a new academic field that aims to replicate everything in the real world in the digital space, enabling the prediction of product failures and the optimization of production management through real-time simulation. To realize the Digital Twin, various advanced technologies are required, and in our laboratory we are working on the research and development of systems and platforms that integrate high-precision 3D measurement, real-time sensing, highly reliable high-fidelity simulation, industrial big-data analysis, and other necessary elements.
(Matsuo, Fujii, Transactions of the JSME(in Japanese), Vol.125, No.1249, 2022)
Large-Scale Fluid Analysis
We are conducting large-scale fluid analysis using advanced simulation techniques and supercomputers. Our aim is to solve issues related to fluids in the industrial domain and achieve long-term product innovation. Our research into large-scale flow control using microfluidic devices, known as dielectric barrier discharge plasma actuators, contributes widely from fundamental research to practical applications, and we actively collaborate with companies in joint research.
We are applying Proper Orthogonal Decomposition (POD), Dynamic Mode Decomposition (DMD), and other methods to the numerical simulation results to investigate the transition mechanism of vortex breakdown patterns.
Multi-objective Design Exploration
現実の設計問題で直面する多目的最適化問題を解決する最適化技術、さらにそこから設計に有用な情報を抽出する探査技術(データマイニング)の研究を行っています。ますます短いサイクルでの成果が求められる設計開発において、意思決定者への効率的な設計候補の提示,複数の評価に基づく意思決定を支援する次世代探査技術の開発(長期的視点でのプロセスイノベーション)が目標です。
赤い点が最適解。散布図の左下に行くほど良い解だが、一方を良くすると他方が悪化するトレードオフ関係となっている。
Next-Generation Transportation System
航空機、列車など安全性と効率性を両立する運行システムを策定するモデルとシミュレーション手法の開発、それを利用して社会の構成要素が互いに影響し合う効果を分析・予測する技術の研究を行っています。計画に基づいて運行(運航)される大規模輸送システムは近年急速に複雑化し、これら社会を支える輸送システムにおける遅延やそれにともなう経済的な損失は近年日常的になっており社会問題となっています。ここでは現在、航空交通システムを主なターゲットにして、スーパーコンピュータも活用しながら急速に複雑化する大量輸送システムの効率化に資することを目指しています。
飛行計画(フライトプラン)の出発時刻をパラメータとして多目的最適化を実行した結果。縦軸が各航空機、横軸が到着遅延時間。