2024/08/09 更新

イシハラ ダイスケ
石原 大輔
ISHIHARA Daisuke
Scopus 論文情報  
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Citation Countは当該年に発表した論文の被引用数

所属
大学院情報工学研究院 知的システム工学研究系
職名
教授
外部リンク

研究キーワード

  • 計算力学

  • 計算バイオミメティクス

  • 計算科学

研究分野

  • 情報通信 / 計算科学  / 計算力学

出身学校

  • 1998年03月   大阪大学   基礎工学部   機械工学   卒業   日本国

出身大学院

  • 2003年03月   東京大学   工学系研究科   システム量子   博士課程・博士後期課程   修了   日本国

  • 2000年03月   東京大学   工学系研究科   システム量子   修士課程・博士前期課程   修了   日本国

取得学位

  • 東京大学  -  博士(工学)   2003年03月

学内職務経歴

  • 2022年02月 - 現在   九州工業大学   大学院情報工学研究院   知的システム工学研究系     教授

  • 2019年04月 - 2022年01月   九州工業大学   大学院情報工学研究院   知的システム工学研究系     准教授

  • 2008年04月 - 2019年03月   九州工業大学   大学院情報工学研究院   機械情報工学研究系     准教授

論文

  • Computational fluid–structure interaction framework for passive feathering and cambering in flapping insect wings 査読有り 国際誌

    Ishihara D., Onishi M.

    International Journal for Numerical Methods in Fluids   96 ( 4 )   435 - 481   2023年11月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In flapping insect wings, veins support flexible wing membranes such that the wings form feathering and cambering motions passively from large elastic deformations. These motions are essentially important in unsteady aerodynamics of insect flapping flight. Hence, the underlying mechanism of this phenomenon is an important issue in studies on insect flight. Systematic parametric studies on strong coupling between a model wing describing these elastic deformations and the surrounding fluid, which is a direct formulation of this phenomenon, will be effective for solving this issue. The purpose of this study is to develop a robust numerical framework for these systematic parametric studies. The proposed framework consists of two novel numerical methods: (1) A fully parallelized solution method using both algebraic splitting and semi-implicit scheme for monolithic fluid–structure interaction (FSI) equation systems, which is numerically stable for a wide range of properties such as solid-to-fluid mass ratios and large body motions, and large elastic deformations. (2) A structural mechanics model for insect flapping wings using pixel modeling (pixel model wing), which is combined with explicit node-positioning to reduce computational costs significantly in controlling fluid meshes. The validity of the proposed framework is demonstrated for some benchmark problems and a dynamically scaled model incorporating actual insect data. Finally, from a parametric study for the pixel model wing flapped in fluid with a wide range of solid-to-fluid mass ratios, we find a FSI mechanism of feathering and cambering motions in flapping insect wings.

    DOI: 10.1002/fld.5251

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85178248988&origin=inward

  • 昆虫規範型微小羽ばたき翼の駆動条件最適化による飛行性能向上

    白川 和, Shankar Vinay, 木村 元宣, 石原 大輔

    日本機械学会 第36 回バイオエンジニアリング講演会 抄録集   2P40   2024年05月

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    担当区分:最終著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    2024年05月11日  -  2024年05月12日

  • 昆虫規範型微小羽ばたき翼の流体構造連成設計 招待有り

    石原大輔

    計算工学   29 ( 2 )   7 - 10   2024年04月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

  • 生物の飛行と遊泳における計算バイオミメティクス 招待有り

    石原大輔

    計算工学   29 ( 2 )   2 - 2   2024年04月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

  • Novel Computational Design of Polymer Micromachined Insect-Mimetic Wings for Flapping-Wing Nano Air Vehicles 査読有り 国際誌

    Shankar V., Shirakawa N., Ishihara D.

    Biomimetics   9 ( 3 )   2024年03月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    The flapping wings of insects undergo large deformations caused by aerodynamic forces, resulting in cambering. Insect-mimetic micro wings for flapping-wing nano air vehicles mimic these characteristic deformations. In this study, a 2.5-dimensional insect-mimetic micro wing model for flapping-wing nano air vehicles is proposed to realize this type of wing. The proposed model includes a wing membrane, a leading edge, a center vein, and a root vein, all of which are modeled as shell elements. The proposed wing is a 2.5-dimensional structure and can thus be fabricated using polymer micromachining. We conducted a design window search to demonstrate the capabilities of the wing. The design windows, which are areas of desirable design solutions in the design parameter space, are iteratively searched using nonlinear finite-element analysis under quasi-steady aerodynamic modeling. Here, thickness is selected as a design parameter. The properties of real insects, polymer materials, and fabrication conditions are used to determine the other parameters. A fabricable design solution that generates sufficient camber is found from the design windows.

    DOI: 10.3390/biomimetics9030133

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85188733083&origin=inward

  • Hybrid Strategy of Partitioned and Monolithic Methods for Solving Strongly Coupled Analysis of Inverse and Direct Piezoelectric and Circuit Coupling 査読有り

    Ishihara D., Nozaki S., Niho T., Takayama N.

    CMES - Computer Modeling in Engineering and Sciences   140 ( 2 )   1371 - 1386   2024年01月

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    担当区分:筆頭著者, 最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    The inverse and direct piezoelectric and circuit coupling are widely observed in advanced electro-mechanical systems such as piezoelectric energy harvesters. Existing strongly coupled analysis methods based on direct numerical modeling for this phenomenon can be classified into partitioned or monolithic formulations. Each formulation has its advantages and disadvantages, and the choice depends on the characteristics of each coupled problem. This study proposes a new option: a coupled analysis strategy that combines the best features of the existing formulations, namely, the hybrid partitioned-monolithic method. The analysis of inverse piezoelectricity and the monolithic analysis of direct piezoelectric and circuit interaction are strongly coupled using a partitioned iterative hierarchical algorithm. In a typical benchmark problem of a piezoelectric energy harvester, this research compares the results from the proposed method to those from the conventional strongly coupled partitioned iterative method, discussing the accuracy, stability, and computational cost. The proposed hybrid concept is effective for coupled multi-physics problems, including various coupling conditions.

    DOI: 10.32604/cmes.2024.049694

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85193685246&origin=inward

  • Numerical analysis of insect flight maneuverability using feedback control model 査読有り 国際誌

    Sugikawa Kaede, Onishi Minato, Ishihara Daisuke

    日本シミュレーション学会英文誌 ( 一般社団法人 日本シミュレーション学会 )   11 ( 1 )   201 - 206   2024年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>In this study, we propose a new feedback control model for insect flight maneuverability, and conduct the numerical analysis using the proposed model. In the proposed model, the feedback control based on the observation for actual insects is introduced to the partitioned analysis model for the wing-body interaction, where the flapping wings and the surrounding air flow coupling is monolithically formulated using a finite element method such that the wing’s characteristic motions are simulated stably, while the one-way coupling from the wings to the body is used assuming a perturbation from the quasi-steady flight state. The roll control, on which we focus here, in our numerical result shows the good agreement with the body’s attitude control of an actual insect observed in the previous experiment. In our future work, we will elucidate a maneuverability mechanism of controlling body’s attitudes in insect flapping flight using the proposed model.</p>

    DOI: 10.15748/jasse.11.201

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jasse/11/1/11_201/_pdf

  • ポリマーマイクロマシニングによる昆虫規範型マイクロ弾性翼の作製可能解

    白川 和, ヴィナイ シャンカー, 木村 元宣, 石原 大輔

    [No. 23-17] 日本機械学会 第34回バイオフロンティア講演会〔2023.12.16-17,山口大学〕予稿集   1F10   2023年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • Vein–Membrane Interaction in Cambering of Flapping Insect Wings 査読有り 国際誌

    Ishihara D., Onishi M., Sugikawa K.

    Biomimetics   8 ( 8 )   2023年12月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    It is still unclear how elastic deformation of flapping insect wings caused by the aerodynamic pressure results in their significant cambering. In this study, we present that a vein–membrane interaction (VMI) can clarify this mechanical process. In order to investigate the VMI, we propose a numerical method that consists of (a) a shape simplification model wing that consists of a few beams and a rectangular shell structure as the structural essence of flapping insect wings for the VMI, and (b) a monolithic solution procedure for strongly coupled beam and shell structures with large deformation and large rotation to analyze the shape simplification model wing. We incorporate data from actual insects into the proposed numerical method for the VMI. In the numerical analysis, we demonstrate that the model wing can generate a camber equivalent to that of the actual insects. Hence, the VMI will be a mechanical basis of the cambering of flapping insect wings. Furthermore, we present the mechanical roles of the veins in cambering. The intermediate veins increase the out-of-plane deflection of the wing membrane due to the aerodynamic pressure in the central area of the wing, while they decrease it in the vicinity of the trailing edge. As a result, these veins create the significant camber. The torsional flexibility of the leading-edge veins increases the magnitude of cambering.

    DOI: 10.3390/biomimetics8080571

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85180488164&origin=inward

  • 共振駆動される昆虫規範型微小飛行体の羽ばたき飛行性能評価

    白川和, 石破和弥, 木村元宣, 石原大輔

    [No.23-49] 日本機械学会第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム予稿集 〔2023.11.6-9,熊本〕   2023年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • 圧電-逆圧電-構造連成現象の動解析における分離反復 型解法の収束特性

    日浦巧稀, 岩丸直樹, 相川昇壱, 石原大輔

    計算力学講演会講演論文集[No.23-24] 日本機械学会第 36 回計算力学講演会(CMD2023) ( 一般社団法人 日本機械学会 )   OS-0202   2023年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • Numerical Analysis of Insect Flight Maneuverability Using Feedback Control Model 査読有り

    Kaede Sugikawa, Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 42th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   155 - 158   2023年08月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 流体中で振動する圧電バイモルフにおける流体-構造-圧電- 電気回路連成現象のハイブリッド型強連成解法

    三笘征弘, 野崎隼之介, 石原大輔

    計算工学講演会論文集   G-01-04   2023年05月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • FIRST PROTOTYPE OF POLYMER MICROMACHINED FLAPPING WING NANO AIR VEHICLE 査読有り 国際誌

    Rashmikant, Ryotaro Suetsugu, Minato Onishi, and Daisuke Ishihara

    Proceedings of 2023 IEEE 36th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)   2023-January   534 - 537   2023年03月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    The novelty of this study includes the development of an insect-inspired flapping wing nano air vehicle (FWNAV) using polymer micromachining or MEMS flyer and its computational flight performance using a fluid-structure interaction (FSI) analysis. The present FWNAV consists of a micro transmission with a support frame, a micro wing, and a piezoelectric bimorph actuator. This FWNAV can be easily fabricated using polymer micromachining and its flight performance can be accurately predicted using the FSI analysis. Hence, this study will lead toward the development of tethered and flyable FWNAVs with the size of the smallest flying natural insects.

    DOI: 10.1109/MEMS49605.2023.10052580

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85149860085&origin=inward

  • Importance of Three-Dimensional Piezoelectric Coupling Modeling in Quantitative Analysis of Piezoelectric Actuators 査読有り 国際誌

    Daisuke Ishihara, Prakasha Chigahalli Ramegowda, Shoichi Aikawa, Naoki Iwamaru

    CMES - Computer Modeling in Engineering and Sciences ( Tech Science Press )   136 ( 2 )   1187 - 1206   2023年02月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper demonstrates the importance of three-dimensional (3-D) piezoelectric coupling in the electromechanical behavior of piezoelectric devices using three-dimensional finite element analyses based on weak and strong coupling models for a thin cantilevered piezoelectric bimorph actuator. It is found that there is a significant difference between the strong and weak coupling solutions given by coupling direct and inverse piezoelectric effects (i.e., piezoelectric coupling effect). In addition, there is significant longitudinal bending caused by the constraint of the inverse piezoelectric effect in the width direction at the fixed end (i.e., 3-D effect). Hence, modeling of these effects or 3-D piezoelectric coupling modeling is an electromechanical basis for the piezoelectric devices, which contributes to the accurate prediction of their behavior.

    DOI: 10.32604/cmes.2023.024614

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    CiNii Research

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85148238341&origin=inward

  • Iterative design window search for polymer micromachined flapping-wing nano air vehicles using nonlinear dynamic analysis 査読有り 国際誌

    Rashmikant, Daisuke Ishihara

    International Journal of Mechanics and Materials in Design ( Springer Science and Business Media B.V. )   19 ( 2 )   407 - 429   2023年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this study, an iterative design window (DW) search using nonlinear dynamic simulation was proposed for polymer micromachined flapping-wing nano air vehicles (FWNAVs) that can satisfy both nonlinear and unsteady design requirements, which are contradictory to each other. The DW is defined as an existing area of satisfactory solutions in the design parameter space. The present FWNAVs have a complete 2.5-dimensional structure such that they can be fabricated using polymer micromachining. The micro-wing of our FWNAVs has been designed using morphological and kinematic parameters of an actual dipteran insect. Finally, using our method, we found the DW that allowed miniaturization of the design down to 10 mm while satisfying all the design requirements. Our findings demonstrate the possibility of further miniaturizing FWNAVs down to the size of small flying insects.

    DOI: 10.1007/s10999-022-09635-4

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  • Computational control for strongly coupled structure, electric, and fluid systems 査読有り 国際誌

    Shankar V., Ramegowda P.C., Ishihara D.

    International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics   24 ( 2 )   91 - 106   2023年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Piezoelectric-structure interaction (PSI) and fluid-structure interaction (FSI) are multi-physics coupled systems. These interactions affect the vibration characteristics of coupled systems and thus such complex coupled systems must be controlled. This paper proposes computational control based on the finite element method for strongly coupled multi-physics analysis of the PSI of a thin flexible piezoelectric bimorph actuator. The vibration characteristics and the effect of direct velocity and displacement feedback (DVDFB) control in coupled systems are investigated. The displacement and velocity feedback gains are used together as well as separately. DVDFB control is extended to the FSI of stiff and soft structures to study vibration characteristics using active control and compare the stability of the two types of structure. The results of PSI show a reduction in actuator displacement amplitude and a shift in the resonance frequency due to DVDFB control. For FSI, the results for a stiff material show a reduction in displacement. The velocity feedback gain has no effect for a stiff material and leads to instability due to a large control force. The results for a soft material show a reduction in displacement and amplitude and more stability compared to the case for the stiff material.

    DOI: 10.1080/15502287.2022.2066032

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85132653134&origin=inward

  • 圧電-逆圧電-構造連成現象の動解析における分離反復型解法の収束特性

    日浦 巧稀, 岩丸 直樹, 相川 昇壱, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2023.36 ( 0 )   OS-0202   2023年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>In a micro piezoelectric drive system for insect-mimetic flapping wing nano air vehicles, a small translational displacement of the piezoelectric bimorph is converted to a large angular displacement using a transmission based on the geometric nonlinearity of large bending of the elastic hinges. The piezoelectric bimorph and the transmission strongly interact with each other due to the scale effect. Furthermore, in the piezoelectric bimorph, the direct and inverse piezoelectric effects are coupled with each other. Hence, in the micro piezoelectric drive system, the direct-piezoelectric, inverse-piezoelectric, and structural coupling occurs. In this study, a finite element analysis method based on the block successive under-relaxation method is proposed for the dynamic analysis of this triply coupled phenomena, and the dependency of the convergence property on the relaxation coefficient is investigated.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2023.36.os-0202

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmecmd/2023.36/0/2023.36_OS-0202/_pdf

  • Computational evaluation of flight performance of flapping-wing nano air vehicles using hierarchical coupling of nonlinear dynamic and fluid-structure interaction analyses 査読有り 国際誌

    Rashmikant , Onishi M., Sugikawa K., Ishihara D.

    Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics   17 ( 1 )   2023年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This study endeavours to introduce an inventive hierarchical coupling methodology for evaluating the flight capabilities of polymer micromachined flapping-wing nano air vehicles (FWNAVs) using advanced computational tools. Furthermore, our objective is to provide a practical demonstration of FWNAVs in both tethered and airborne scenarios. These dual objectives represent the distinctive and pioneering aspects of this research. Such FWNAVs, which are insect-inspired robots, have a 2.5-dimensional structure. An FWNAV comprises a micro piezoelectric drive system and a pair of micro thin flexible wings. The drive system includes a micro transmission and a piezoelectric bimorph actuator. The flight performance of the designed FWNAV is evaluated using a hierarchical coupling approach, where the whole system is decomposed into a micro wing and a micro piezoelectric drive system. The coupling between these parts is modelled as one-way coupling and that between the micro wings and the surrounding air is modelled as strong coupling. In the one-way coupling analysis, nonlinear structural dynamic analysis is conducted for the micro piezoelectric drive system, where the dynamic response is transmitted to the micro wings via the Dirichlet boundary condition. In the strong coupling analysis, strongly coupled fluid-structure interaction analysis is conducted for the micro wings and the surrounding air to consider their strong coupling. The optimisation of flight performance is conducted using fluid-structure interaction analysis to achieve sufficient lift force to support the weight of an FWNAV. The design of a tethered and flyable FWNAV with a size of 10 mm or smaller is demonstrated. This FWNAV can be easily fabricated using polymer micromachining.

    DOI: 10.1080/19942060.2023.2271053

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85175859587&origin=inward

  • Accurate finite element modeling of multilayered flexible piezoelectric energy harvesting devices with strong coupling of structure, piezoelectricity, and circuit 査読有り 国際誌

    Ramegowda P.C., Ishihara D.

    International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics   25 ( 3 )   137 - 151   2023年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Multilayered flexible piezoelectric energy harvesting devices (FPEDs) are a new future harvesting technology which are highly flexible and lightweight than familiar cantilever piezoelectric energy harvesters. This mechanical vibration driven FPED is a strongly coupled multiphysics phenomena that involve complex natural three-way interaction among the composite piezoelectric structure, the electric charge accumulated in the piezoelectric material, and a controlling electrical circuit attached to it. Efficient and accurate computational solution approaches are essential for analyzing these mechanical vibration-driven FPEDs to capture the main physical aspect of the coupled phenomena and to accurately predict the output voltage. While there are some numerical models for simple familiar cantilever type piezoelectric energy harvester reported in the literature, a fully three-dimensional strongly coupled model for complex material distributed, complex geometry, and multilayered FPED involving strong coupling of structure, piezoelectricity, and circuit phenomena has not yet been developed. A partitioned iterative algorithm is developed using a hierarchical decomposition approach wherein the coupled three fields are solved separately and coupled through loop union integration techniques that provide an efficient and accurate simulation of FPEDs. The simulation results matched the experiment results very well. This study provides a basis for the natural extension of partitioned iterative finite element coupled algorithm to simulate the future piezoelectric energy harvesting technologies involving a strong coupling of structure, piezoelectricity, and circuit phenomenon.

    DOI: 10.1080/15502287.2023.2291013

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85179949943&origin=inward

  • ポリマーマイクロマシニングによる昆虫規範型マイクロ弾性翼の作製可能解

    白川 和, ヴィナイ シャンカー, 木村 元宣, 石原 大輔

    バイオフロンティア講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2023.34 ( 0 )   1F10   2023年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmebiofro.2023.34.1f10

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmebiofro/2023.34/0/2023.34_1F10/_pdf

  • ポリマー微細加工による多層中空構造を用いた昆虫規範型飛行体用トランスミッション

    木村 元宣, 末次 亮太郎, 上尾 純平, 石原 大輔

    第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム予稿集   2022年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • ポリマー微細加工された昆虫規範型羽ばたき装置による微小翼の共振駆動

    石破 和弥, 末次 亮太郎, 木村 元宣, 大西 南斗, 石原 大輔

    第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム予稿集   2022年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • 昆虫飛行操縦性における流体-翼-胴体連成のフィードバック制御付き分離型解法

    大西 南斗, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2022年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • 流体中で振動する圧電バイモルフにおける流体-構造-圧電-回路連成現象の分離 反復型解法

    三笘 征弘, 野崎 駿之介, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2022年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • マイクロ圧電駆動システムの圧電-逆圧電-構造連成現象に対する分離反復型解法

    岩丸 直樹, 相川 昇壱, 大西 南斗, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2022年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • ミクロスケール接触変形・電流連成解析による接触電気抵抗特性の基礎的検討

    二保 知也, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2022年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • Finite element analysis of multilayered flexible piezoelectric energy harvesting devices using strongly coupled structure-piezoelectric-circuit interaction 招待有り 査読有り

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Rei Takata, Naoto Takayama, Tomoya Niho, Tomoyoshi Horie

    Proceedings of the 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2022年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Effect of wing’s mass distribution on the aerodynamic performance in insect flapping wings 査読有り

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2022年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Partitioned-Monolithic Hybrid Strongly Coupled Method for Structure-Piezoelectric-Circuit Interaction in Piezoelectric Energy Harvesting 査読有り

    Shunnosuke Nozaki, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho

    Proceedings of the 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2022年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Determination of Resonant Mechanism of Polymer Micromachined Insect Inspired Flapping Device Using Finite Element Modal Analysis 査読有り

    Kazuya Ishiba, Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2022年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Flight performance evaluation of polymer micromachined flapping-wing nano air vehicle using fluid-structure interaction analysis 査読有り

    Rashmi Kant, Daisuke Ishihara, Minato Onishi

    Proceedings of the 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2022年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Fluid-structure interaction design of the polymer micromachined insect-inspired flapping wings 査読有り

    Vinay Shankar, Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   2022年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 連成解析・連携解析 招待有り

    山田知典, 澤田有弘, 石原大輔

    計算工学 ( 日本計算工学会 )   27 ( 3 )   4014 (8) - 4015 (8)   2022年08月

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    担当区分:最終著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(その他)

  • 圧電エネルギーハーベス ティングにおける構造-圧電-回路連成現象の分 離型-一体型ハイブリッド強連成解法の提案

    野崎隼之介, 石原大輔, 二保 知也

    計算工学講演会論文集   2022年06月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • 2.5-dimensional insect-mimetic wing model for flapping wing nano air vehicles and design window search for manufacturable solutions using polymer micromachining 査読有り 国際誌

    Shankar V., Matsuo R., Onishi M., Ishihara D.

    17th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, NEMS 2022   306 - 311   2022年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Insect flapping wings undergo large deformations such as feathering and cambering for creating large thrust forces. Hence, insect-mimetic wings for flapping wing nano air vehicles (FWNAVs) will replicate these characteristic deformations. For the purpose of realizing this type of wings, in this study, a 2.5-dimensional (2.5-D) insect-mimetic wing model for FWNAVs is proposed. The proposed wing model consists of the leading-edge, the central vein, the root vein, and the membrane, all of which are described by shell elements. The feathering and cambering of the proposed wing model can be caused by the aerodynamic pressure. Furthermore, the proposed wing can be fabricated using polymer micromachining because of the complete 2.5-D structure. In order to demonstrate these capabilities, we perform the design window (DW) search. The DW is defined as the existing area of satisfactory design solutions in the design parameter space, where each solution can produce a sufficient camber. The DWs for the leading-edge, the central and root veins are searched continuously using the geometrically nonlinear finite element analysis under quasi-steady aerodynamic modeling. The thickness is chosen as the design parameter, while the other parameters are set following actual insects and polymer materials. Finally, we determine the final solutions from the DWs for a specific polymer micromachining technique. In our future work, the proposed solutions will be manufactured for the future miniaturization of FWNAVs.

    DOI: 10.1109/NEMS54180.2022.9791094

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85133478841&origin=inward

  • Computational Approach for the Fluid-Structure Interaction Design of Insect-Inspired Micro Flapping Wings 査読有り 国際誌

    Ishihara D.

    Fluids   7 ( 1 )   2022年01月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    A flight device for insect-inspired flapping wing nano air vehicles (FWNAVs), which consists of the micro wings, the actuator, and the transmission, can use the fluid-structure interaction (FSI) to create the characteristic motions of the flapping wings. This design will be essential for further miniaturization of FWNAVs, since it will reduce the mechanical and electrical complexities of the flight device. Computational approaches will be necessary for this biomimetic concept because of the complexity of the FSI. Hence, in this study, a computational approach for the FSI design of insect-inspired micro flapping wings is proposed. This approach consists of a direct numerical modeling of the strongly coupled FSI, the dynamic similarity framework, and the design window (DW) search. The present numerical examples demonstrated that the dynamic similarity framework works well to make different two FSI systems with the strong coupling dynamically similar to each other, and this framework works as the guideline for the systematic investigation of the effect of characteristic parameters on the FSI system. Finally, an insect-inspired micro flapping wing with the 2.5-dimensional structure was designed using the proposed approach such that it can create the lift sufficient to support the weight of small insects. The existing area of satisfactory design solutions or the DW increases the fabricability of this wing using micromachining techniques based on the photolithography in the micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology. Hence, the proposed approach will contribute to the further miniaturization of FWNAVs.

    DOI: 10.3390/fluids7010026

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85123772660&origin=inward

  • 昆虫飛行操縦性における流体-翼-胴体連成のフィードバック制御付き分離型解法

    大西 南斗, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2022.35 ( 0 )   12-07   2022年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>This study proposed a partitioned method with a feedback control to analyzed maneuvering of insects during flapping flight. This method decomposed the insect flapping flight into wing and body subsystems and then coupled them using feedback control. In the wing subsystem, the strong coupling of the flexible wings and surrounding fluid was accurately analyzed using the finite element method to obtain the thrust forces acting on the insect’s body. The resulting thrust forces were passed from the wing subsystem to the body subsystem, and then rigid body motion was analyzed in the body subsystem. The controlling of wing subsystem is done by the feedback control using the body angular displacement and velocity. The fundamental performance of the proposed method is demonstrated from the comparison between the present results and the actual observation of maneuver.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2022.35.12-07

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmecmd/2022.35/0/2022.35_12-07/_pdf

  • One-wing polymer micromachined transmission for insect-inspired flapping wing nano air vehicles 査読有り

    Rashmikant , Ishihara D., Suetsugu R., Ramegowda P.C.

    Engineering Research Express   3 ( 4 )   2021年12月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper presents a feasibility step in the development of an insect-inspired flapping wing nano air vehicle using advanced engineering technologies such as microelectromechanical systems (MEMS) technologies. To develop an insect-inspired flapping wing nano air vehicle, a one-wing polymer micromachined transmission is proposed in this paper. The novelty of this study includes (1) the use of the geometrically nonlinear bending deformation of a set of two parallel elastic hinges as the basis for the transmission mechanism, which produces a large rotational displacement from a small translational displacement, and (2) a complete 2.5-dimensional structure that can be fabricated using standard microfabrication techniques, including etching, photolithography, deposition, and curing, without any post-assembly. This design is also an improved version of our previous design, a two-wing polymer micromachined transmission. The transmission proposed here has a great advantage over other types of transmission mechanisms, including its low energy loss because no post-assembly is required (reduced friction loss); its low total weight; its capacity to be further miniaturized without difficulty; and its performance, i.e., ability to produce the necessary stroke angle of approximately 30° without resonance assistance.

    DOI: 10.1088/2631-8695/ac2bf0

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85123166485&origin=inward

  • Comparative study on linear and quadratic solid direct-piezoelectric solvers with shell inverse-piezoelectric solver to analyze a thin piezoelectric bimorph device 査読有り

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   406 - 409   2021年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Importance of 3-D piezoelectric coupled analysis in evaluation of thin piezoelectric bimorph deformation 査読有り

    Shoichi Aikawa, Daisuke Ishihara, Naoki Iwamaru, Prakasha Chigahalli Ramegowda

    Proceedings of the 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   404 - 405   2021年09月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Comparative study on partitioned iterative algorithms for coupled multiple phenomena in piezoelectric energy harvesters 査読有り

    Naoto Takayama, Daisuke Ishihara, Prakasha Chigahalli Ramegowda, Shunsuke Nozaki

    Proceedings of the 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   378 - 379   2021年09月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Passive motions and aerodynamic performance of insect’s flapping wings simulated using the pixel wing model and the strong coupling method 査読有り

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   374 - 377   2021年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Comparative study of strongly coupled fluid and structure systems with computational control 査読有り

    Vinay Shankar, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   370 - 373   2021年09月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Strongly coupled partitioned iterative method for the structure–piezoelectric–circuit interaction using hierarchical decomposition 査読有り

    Ishihara D., Takata R., Ramegowda P.C., Takayama N.

    Computers and Structures   253   2021年09月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    The key to the design of advanced micro electro–mechanical devices is an accurate evaluation of the circuit-integrated piezoelectric oscillator that accounts for its complicated configuration. Here, the direct numerical modeling of this oscillator leads to a general formulation as a structure–piezoelectric–circuit interaction. Hence, this study developed a strongly coupled partitioned iterative method for the structure–piezoelectric–circuit interaction. The proposed method was constructed using hierarchical decomposition, the partitioned iterative method for two coupled fields, and loop union. That is, the whole system of the coupled multiphysics is hierarchically decomposed into coupled two-field subsystems, partitioned iterative algorithms for two coupled fields are applied to these subsystems, and the coupling algorithms for these subsystems are reduced to a single coupling algorithm. In the proposed method, three distinct direct piezoelectric, inverse piezoelectric, and circuit solvers are strongly coupled with each other. The inverse piezoelectric solver uses shell finite elements to analyze the response of the thin oscillator efficiently, while the direct piezoelectric solver uses solid finite elements to accurately describe the three-dimensional distribution of the electric potential in the piezoelectric continuum. The proposed method can accurately analyze coupling phenomena in the RC circuit, piezoelectric shunt damping, and piezoelectric energy harvesting.

    DOI: 10.1016/j.compstruc.2021.106572

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85107056686&origin=inward

  • 抵抗スポット溶接における引張せん断強度の接触変形・電流・熱伝導3 連成解析

    二保 知也, 金城 喜己, 石原 大輔

    計算工学講演会論文集   26   A-11-06 (3pages)   2021年05月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    日本   北九州市   2021年05月26日  -  2021年05月28日

  • 圧電エネルギーハーベスティングの複合・階層的な構造–圧電–電気回路連成現象に対する分離反復型解法の比較検討

    高山 直人, 石原 大輔, プラカシャ チガハリ ラメゴウダ, 野崎 隼之介

    計算工学講演会論文集   26   A-11-03 (4pages)   2021年05月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    日本   北九州市   2021年05月26日  -  2021年05月28日

  • 圧電バイモルフ変形評価における3次元圧電-逆圧電連成解析の重要性

    相川 昇壱, 石原 大輔, 岩丸 直樹, プラカシャ チガハリ ラメゴウダ

    計算工学講演会論文集   26   A-11-02 (3pages)   2021年05月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    日本   北九州市   2021年05月26日  -  2021年05月28日

  • 昆虫羽ばたき翼に生じる受動的キャンバーのピクセル翼モデルによる流体構造連成解析

    大西南斗, 石原大輔

    計算工学講演会論文集   26   A-10-02 (3pages)   2021年05月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    日本   北九州市   2021年05月26日  -  2021年05月28日

  • Improved Design of Polymer Micromachined Transmission for Flapping Wing Nano Air Vehicle 査読有り 国際誌

    Rashmikant , Ishihara D., Suetsugu R., Murakami S., Ramegowda P.C.

    Proceedings of the 16th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, NEMS 2021   1320 - 1325   2021年04月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    This paper presents an improved design of polymer micromachined transmission for flapping-wing Nano Air Vehicles (FWNAVs) in comparison with our last design. Design Improvement includes (1) reduction of the crack and fracture during microfabrication, and (2) performance improvement of the transmission. The novelty of our polymer micromachined transmission includes (1) the transmission mechanism based on the geometrical nonlinear bending deformation, and (2) the complete 2.5-dimensional structure that can be fabricated using standard microfabrication techniques including the etching, the photolithography, the deposition, and the curing process. The complete 2.5-dimensional structure requires no post-assembly and leads to further miniaturization without so much difficulty. Each wing of FWNAVs will be driven by the proposed transmission and actuator separately. The present transmission can produce around 40° stroke angle, which is about 50% higher than that of our previous work without considering the mass effect.

    DOI: 10.1109/NEMS51815.2021.9451440

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85113350665&origin=inward

  • Hierarchical modeling and finite element analysis of piezoelectric energy harvester from structure-piezoelectric-circuit interaction 査読有り

    Ramegowda P.C., Ishihara D., Takata R., Horie T.

    World Congress in Computational Mechanics and ECCOMAS Congress   1200   2021年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    The piezoelectric energy harvesting devices for the conversion of mechanical vibration into electric energy via a flexible piezoelectric energy harvesting (FPED) structure have gained greater attention. Here, the large deformation of the FPED structure causes a strong interaction with the electric field (direct-piezoelectric effect) and structural field (inverse-piezoelectric effect), and vice-versa. Also an electrical circuit is attached to the electrodes covering the piezoelectric layers. This becomes a three-way coupling of the structure, the electromechanical effect of the piezoelectric material, and the electrical circuit. A mathematical and numerical model of the complex physical system of the involved multiphysics coupling characteristics in order to predict the operational properties and to increase the performance is very important. The presentation will discuss a partitioned coupling algorithm based hierarchical decomposition using finite element method for piezoelectric energy harvesting from structure-piezoelectric-circuit interaction. Results obtained with the finite element analysis are compared with the experimental results of PEHDs with base excitation reported in the literature.

    DOI: 10.23967/wccm-eccomas.2020.163

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85122159991&origin=inward

  • Triply coupled analysis method for thin flexible piezoelectric bimorph in fluid 査読有り 国際誌

    Ramegowda P.C., Ishihara D., Takata R., Niho T., Horie T.

    8th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2019   470 - 480   2021年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Piezoelectric-structure-fluid interaction is a complex multiphysics coupled phenomena appears wherein piezoelectric devices are in contact or surrounded by the fluid media. The piezoelectric energy harvesting using ocean waves, wind flow, and mechanical vibrations are some of the popular energy savaging methods wherein thin piezoelectric bimorphs surrounded by the fluid is used for power harvesting. With recent advances on micro air vehicles actuated by piezoelectric bimorph actuators in the fluid (surrounding media) as attracted the of piezoelectric-structure-fluid interaction. Generally, in these applications, the piezoelectric bimorph is thin, flexible, and surrounded by the fluid. The large deformation of the thin flexible piezoelectric bimorph causes strong interaction with the electric field (piezoelectric effect) and the surrounding fluid, and inversely, these two fields significantly affect the structure. The piezoelectric field-structure-fluid interaction analysis is very significant. In this work, we propose a hierarchal decomposition method to solve piezoelectric-structure-fluid interaction of a piezoelectric bimorph in the fluid. The proposed method is applied to a flexible restrictor flap in converging channel, where the rubber flap is replaced by the piezoelectric bimorphs made of PVDF or PZT-5H. The resonance frequency of the piezoelectric bimorph in the fluid agrees well with the theoretical and numerical pure FSI cases. These results show a good agreement with the previous studies.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85102122633&origin=inward

  • Coupled solid piezoelectric and shell inverse-piezoelectric analysis using partitioned method for thin piezoelectric bimorph with metal layers 査読有り 国際誌

    Ishihara D., Ramegowda P.C., Takata R., Niho T., Horie T.

    8th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2019   451 - 457   2021年01月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    In this study, the coupled solid piezoelectric and shell inverse-piezoelectric analysis method for a thin piezoelectric bimorph with metal layers is proposed. The piezoelectric bimorph is usually thin and includes the metal layers such as the electrode and the shim plate. In the proposed method, the solid and shell elements are used for the piezoelectric and inverse-piezoelectric analyses, respectively, since the solid elements can describe the various types of the distributions of the electric potential along the thickness, and the shell elements are suitable for analyzing the thin structure. The block Gauss-Seidel method is used to couple the solid piezoelectric and shell inverse-piezoelectric analyses. In the iterative passing of the solution variables, the transformation method is used between the solid and shell elements. The rules of mixture for the bending rigidity and the mass are used for modeling the single shell structure in the inverse-piezoelectric analysis. A pseudo-piezoelectric modeling for the conductor is proposed to consider the metal layers in the piezoelectric analysis. This modeling allows us to reuse existing programs of the piezoelectric analysis without any modification.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85102116563&origin=inward

  • Performance evaluation of the pixel wing model for the insect wing's camber 招待有り 査読有り

    Onishi Minato, Ishihara Daisuke

    日本シミュレーション学会英文誌 ( 一般社団法人 日本シミュレーション学会 )   8 ( 2 )   163 - 172   2021年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>In insect flapping wings, the camber deformation is caused by the aerodynamic forces. Since the camber will improve the aerodynamic performance of Flapping Wing Nano Air Vehicles (FWNAVs), it is important to elucidate the passive mechanism of the cambering. The pixel wing model consisting of a structured mesh using shell elements that can simulate the camber deformation caused by the fluid–structure interaction has been proposed for the purpose of computational efficiency. In this study, the performance of the pixel wing model is evaluated as the pixel model resolution is changed. The minimum pixel model resolution is determined such that it can keep enough magnitude of camber compared to actual insects. Furthermore, it is found that the cambering of the pixel wing model can be effectively changed using the wing's chord-wise flexural stiffness given by the root vein pixels and the thickness of the wing membrane pixels.</p>

    DOI: 10.15748/jasse.8.163

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130008062974

  • 炭素繊維複合材およびドライクロスの誘導加熱解析 査読有り

    中村 俊太, 堀江 知義, 二保 知也, 石原 大輔

    日本AEM学会誌 ( 日本AEM学会 )   29 ( 3 )   576 - 582   2021年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p> Heating analysis of CFRP and carbon fiber dry cloth for aircraft structures, which is expected for a medium-sized aircraft, is performed. Comparing the temperature of test pieces between numerical and experimental results, validity of both experimental and analytical methods is confirmed for both aluminum and carbon dry cloth sheet. Analysis is made for the layers of carbon dry cloth sheet and CFRTP plate.</p>

    DOI: 10.14243/jsaem.29.576

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130008142891

  • HIERARCHICALLY DECOMPOSED FINITE ELEMENT METHOD FOR THE COUPLED FOUR FIELDS OF THE FLUID-STRUCTURE-PIEZOELECTRIC-CIRCUIT INTERACTION 査読有り 国際誌

    Ramegowda P.C., Ishihara D.

    9th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2021   2021年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    A partitioned iterative method based on hierarchical decomposition is proposed for providing numerical modeling and analysis of the piezoelectric energy harvester which is involved in coupled fluid-structure interaction, coupled electro-mechanical, and a controlling electrical circuit for piezoelectric structural applications in energy harvesting. This circuitintegrated piezoelectric structural application in energy harvesting surrounded by fluid media takes the form of natural four-way coupling of fluid flow, the structure, the electromechanical effect of the piezoelectric material, and the electrical circuit. This can be formulated exactly as a fluid-structure-piezoelectric-circuit interaction. These coupled four fields are hierarchically decomposed into the fluid-structure interaction, structure-piezoelectric interaction, and piezoelectric-circuit interaction interactions. Then these subsystems are decomposed into each field. The proposed finite element method enables to reuse of existing techniques because of its modularity. Furthermore, scalability to multiphysics and multisystem couplings is expected. There are some numerical approaches in particular monolithic coupling methods are studied which are computationally expensive and leads to an ill-conditioned coefficient matrix. Nevertheless, accurate modeling for predicting the characteristics of this four-way coupling using partitioned methods has not yet been developed. This method enables an investigation of piezoelectric structures in fluid with complex geometry, material composition, and attached electrical circuits to the harvester. A flexible piezoelectric bimorph harvester in the converging channel is analyzed to demonstrate the efficiency of the proposed method. The results indicate that the method captures the coupled effect accurately.

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85130643577&origin=inward

  • COMPUTATIONAL FLUID-STRUCTURE INTERACTION FRAMEWORK FOR SIMULATING CHARACTERISTIC DEFORMATIONS IN INSECT FLAPPING WINGS 査読有り 国際誌

    Onishi M., Ishihara D.

    9th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2021   2021年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    In this study, a computational fluid-structure interaction (FSI) framework for characteristic deformations in insect's wings is proposed. The proposed framework consists of a pixel wing model using a structured shell finite element mesh, a projection method for the monolithic FSI monolithic equations using an algebraic splitting, and the FSI dynamic similarity law to measure dynamic similarity between model's and actual insect's flights. It is shown that the proposed framework can directly simulate passive feathering and cambering in insect's wings caused by the FSI, whose magnitudes are very close to those of actual insects.

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85130642696&origin=inward

  • 電気機械システムの圧電ー逆圧電ー構造連成現象に対する分離反復型解法に関する研究

    相川 昇壱, 石原 大輔, 熊谷 武尊, 岩丸 直樹, プラカシャ ラメゴウダ, 大西 南斗

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2021.34 ( 0 )   249   2021年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>In micro-electro-mechanical systems using piezoelectric bimorph actuators such as FWNAV, small displacements given by the actuators can be magnified using a transmission using the flexible structure. Hence, in these systems, coupling among the direct and inverse piezoelectric effects, and the flexible structure occurs. In this study, a partitioned iterative method is proposed based on the block SUR algorithm for this strongly coupled problem, and the basic performances are demonstrated in numerical examples.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2021.34.249

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmecmd/2021.34/0/2021.34_249/_pdf

  • 誘導加熱による炭素繊維複合材成形のための電磁場・熱伝導連成解析

    二保 知也, 中村 俊太, 石原 大輔, 堀江 知義, 神原 信幸, 志谷 徹

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2021.34 ( 0 )   130   2021年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>Bonding and forming of carbon fiber reinforced plastic by induction heating are required for medium-sized aircraft manufacturing. In this paper, electromagnetic and thermal conduction coupled finite element analysis method is described for induction heating of carbon fiber dry cloth. Experiments of induction heating are also performed to discuss the validity of analysis method and experimental method. Comparing the temperature of test pieces between analysis and experimental results, validity of both methods is confirmed for both aluminum sheet and carbon fiber dry cloth.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2021.34.130

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmecmd/2021.34/0/2021.34_130/_pdf

  • 昆虫羽ばたき翼の空力性能に対する受動的キャンバーの影響

    大西 南斗, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2021.34 ( 0 )   176   2021年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>Any shape change of insect’s wings during their flapping motion will be passively caused by external forces such as the inertial and aerodynamic forces because the wings have no interior muscle. The camber deformation, which is the focus of this study, plays an important role in the aerodynamic performance of the insect’s flapping flight. In this study, the effect of passive cambering is investigated using a fluid-structure interaction analysis and a pixel wing model using only structured shell elements, which adequately simulates the camber deformation in actual insects.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2021.34.176

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmecmd/2021.34/0/2021.34_176/_pdf

  • 圧電エネルギーハーベスティングにおける構造−圧電−電気回路相互作用に対する連成アルゴリズムの比較検討

    高山 直人, 石原 大輔, Prakasha Chigahalli Ramegowda, 大西 南斗

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2021.34 ( 0 )   210   2021年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>In recent years, energy harvesting from environment has attracted much attention. In particular, piezoelectric bimorph energy harvesters, which are effective as an energy source for MEMS, have been widely studied. In piezoelectric energy harvesters, structure, piezoelectricity, and circuit are strongly coupled in a complicated and hierarchical manner. For the three-field coupling phenomena, unlike two-field coupling phenomena, various partitioned algorithms are possible. Hence, in this study, we develop three partitioned algorithms using hierarchical decomposition: In the first algorithm, all fields are solved implicitly or strongly coupled using the block Gauss-Seidel (BGS) method (fully strong coupling algorithm). In the second algorithm, the structure-piezoelectric interaction is solved implicitly or strongly coupled using the BGS method, and the circuit is solved explicitly or weakly coupled (partially strong coupling algorithm). In the third algorithm, all fields are solved explicitly or weakly coupled (fully weak coupling algorithm). These methods are applied to a typical piezoelectric harvester, namely a cantilevered piezoelectric bimorph, and their performances such as the accuracy and the computational cost are discussed.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2021.34.210

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmecmd/2021.34/0/2021.34_210/_pdf

  • A Design Window Search Using Nonlinear Dynamic Simulation for Polymer Micro-machined Transmission in Insect-inspired Flapping wing Nano Air Vehicles 査読有り 国際誌

    Rashmikant , Ishihara D.

    2021 6th International Conference on Robotics and Automation Engineering, ICRAE 2021   162 - 167   2021年01月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    The novelty of this study is the proposition of a design window (DW) search using the nonlinear dynamic simulation, and the finding of the DWs of the polymer micro transmission that satisfies the nonlinear and unsteady design requirements conflicting with each other simultaneously. Here, the DW is defined as an existing area of satisfactory solutions in a design parameter space, which is defined as the flapping frequency equivalent to small flies and the mass of the micro wing supported by the transmission design. Since this micro transmission is the key component of the flapping wing nano air vehicle (FWNAVs) which has a 2.5-D structure and is fabricated using polymer micromachining so proposed DWs will contribute to further miniaturizing FWNAVs.

    DOI: 10.1109/ICRAE53653.2021.9657802

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85124796665&origin=inward

  • 圧電エネルギーハーベスティングにおける 構造‐圧電‐回路連成現象の分離反復型解析

    石原 大輔, 高田 黎, プラカシャ チガハリ ラメゴウダ, 高山 直人

    日本機械学会計算力学部門 CMD2020計力スクウェア研究 報告集   A-TS 01-27   Report No. 2-12, 5pages   2020年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • 昆虫羽ばたき翼に生じる特徴的弾性変形の流体構造連成解析

    大西 南斗, 大戸 悠司, 石破 和弥, 石原 大輔

    日本機械学会計算力学部門 CMD2020計力スクウェア研究 報告集   A-TS 01-27   Report No. 2-13, 5pages   2020年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • Polymer Micromachined Transmission for Insect-Inspired Flapping Wing Nano Air Vehicles* 査読有り

    Ishihara D., Murakami S., Ohira N., Ueo J., Takagi M., Urakawa K., Horie T.

    15th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular System, NEMS 2020   176 - 179   2020年09月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    © 2020 IEEE. This paper presents a polymer micromachined transmission from small translational displacement to large rotational displacement, which has the potential for further miniaturizing a variety of micro robot applications such as insect-inspired flapping wing nano air vehicles (FWNAVs). Innovative claims include (1) the transmission mechanism using a geometrically nonlinear bending, (2) the microfabrication process consisting of only the standard steps such as the deposition, the photolithography, the curing, and the release without any post-assembling, and (3) the stroke angle of about 40° without any dynamic effect.

    DOI: 10.1109/NEMS50311.2020.9265594

    Kyutacar

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  • Finite element analysis of a thin piezoelectric bimorph with a metal shim using solid direct-piezoelectric and shell inverse-piezoelectric coupling with pseudo direct-piezoelectric evaluation 査読有り

    Ramegowda P.C., Ishihara D., Takata R., Niho T., Horie T.

    Composite Structures   245   2020年08月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2020 Elsevier Ltd A thin triple-layer piezoelectric bender, also known as a piezoelectric bimorph with a metal shim, consists of an elastic layer (metal shim) sandwiched between two piezoelectric layers. It is one of the most commonly used piezoelectric composite structures in both sensing and actuation applications. Therefore, this study deals with the coupled piezoelectric-structure interaction analysis of a thin piezoelectric bimorph with a metal shim. In this work, the best features of the solid and shell elements were combined to analyze the piezoelectric and structural fields, respectively, in a thin piezoelectric bimorph with a metal shim. This approach addresses the shortcomings of using a single finite element mesh for both the piezoelectric and structural fields. A transformation method using the block Gauss-Seidel algorithm is employed to exchange the variables between solid direct-piezoelectric and shell inverse-piezoelectric analyses. The metal layer can be analyzed as an elastic body with electrical boundary conditions. A pseudo direct-piezoelectric evaluation method for the metal shim in the piezoelectric analysis is proposed. This method allows us to reuse the existing piezoelectric analysis program, where the metal shim is analyzed as the pseudo direct-piezoelectric material in a single analysis procedure. The homogenization method for the evaluation of bending rigidity and mass is used for modeling the single shell structure in the inverse-piezoelectric analysis of a thin piezoelectric bimorph with a metal layer. Numerical results are given for various electrical configurations of actuators and sensors to validate the present method. Comparison with an exact solution illustrates the accuracy, efficiency, and capability of the developed solid direct and shell inverse-piezoelectric analysis coupled with a pseudo direct-piezoelectric evaluation method to capture the sensor and actuator response of a thin piezoelectric bimorph with a metal shim.

    DOI: 10.1016/j.compstruct.2020.112284

    Kyutacar

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  • Hierarchically decomposed finite element method for a triply coupled piezoelectric, structure, and fluid fields of a thin piezoelectric bimorph in fluid 査読有り

    Ramegowda P.C., Ishihara D., Takata R., Niho T., Horie T.

    Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering   365   2020年06月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2020 Elsevier B.V. This paper proposes a numerical method for analyzing a thin piezoelectric bimorph in fluid. A hierarchically decomposed finite element method (FEM) is proposed for modeling the triply coupled piezoelectric-structure–fluid interaction. The electromechanical coupling (piezoelectric-structure interaction) behavior in a thin piezoelectric bimorph is described by the classical constitutive equation, the incompressible fluid flows by the Navier–Stokes equation and the structure by the Cauchy equation of motion. The piezoelectric-structure–fluid interaction system is decomposed into subsystems of fluid–structure interaction (FSI) and piezoelectric field, then the piezoelectric field and the FSI are coupled using the block Gauss–Seidel method, the fluid–structure interaction is split into the fluid–structure velocity field and the pressure field using an algebraic splitting and the fluid–structure velocity field is partitioned into fluid velocity field and structure velocity field. Using the proposed method, the resonance characteristics of a piezoelectric bimorph cantilever made of PVDF and PZT-5H material in fluid are investigated for actuation and sensor configurations.

    DOI: 10.1016/j.cma.2020.113006

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85082661887&origin=inward

  • 炭素繊維複合材およびドライクロスの誘導加熱解析

    中村俊太,堀江知義,二保知也,石原大輔

    第32回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集   65 - 70   2020年05月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • 電気結合係数の大きな圧電材料によるバイモルフ型アクチュエータに対する解析方法の比較検討

    石原 大輔,熊谷 武尊,相川 昇壱,プラカシャ チガハリ ラメゴウダ,二保 知也,堀江 知義

    第32回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集   75 - 76   2020年05月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • Element-quality-based stiffening for the pseudoelastic mesh-moving technique 査読有り

    Ishihara D., Goto A., Onishi M., Horie T., Niho T.

    International Journal of Computational Methods   17 ( 4 )   2020年05月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2020 World Scientific Publishing Company. In this study, element-quality-based stiffening (EQBS) was developed as a method of maintaining mesh quality in the pseudoelastic mesh-moving technique. The proposed EQBS technique increases the stiffness of the element based on two element quality parameters, the element area and shape; this differs from techniques used in previous studies. Importantly, EQBS includes the previously proposed Jacobian-based stiffening (JBS) and minimum height-based stiffening (MHBS) techniques as a specific case. Therefore, it is quite general scenario of the selective stiffening of the mesh. The proposed EQBS technique was applied to the mesh-moving of a rectangular domain including a structure consisting of a square and a fin that undergo large translations and rotations. The proposed EQBS technique showed better performance than JBS on test problems with large translations and rotations applied to the structure. This is because EQBS considers the shear deformation of the element in addition to the tensile and compressive deformations.

    DOI: 10.1142/S0219876218501463

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85055150115&origin=inward

  • Fluid-structure and electric interaction analysis of piezoelectric flap in a channel using a strongly coupled FEM scheme 査読有り

    Ramegowda P.C., Ishihara D., Takata R., Niho T., Horie T.

    Proceedings of the 6th European Conference on Computational Mechanics: Solids, Structures and Coupled Problems, ECCM 2018 and 7th European Conference on Computational Fluid Dynamics, ECFD 2018   382 - 393   2020年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Copyright © Crown copyright (2018).All right reserved. Electric and Fluid-Structure interaction (EFSI) is a complex coupled multi-physics phenomenon appears in microelectromechanical system (MEMS) when these microdevices are operated in a fluid media. In this study, the EFSI phenomena refer to a combination of electromechanical (electric-structure interaction) coupling and fluid-structure interaction coupling. Both the electromechanical coupling and the fluid-structure interaction can be simulated in a monolithic way or in a partitioned iteration way. In the proposed method the electromechanical coupling is simulated in a partitioned iterative way with separate solvers for the electrical and mechanical equations using block Gauss-Seidel (BGS) iteration method, while the fluid-structure interaction is simulated in a monolithic way by solving the fluid and structure equations simultaneously using a projection method. The proposed algorithm combines these two methods to analyze the strongly coupled EFSI in MEMS. The proposed method is applied to a flexible flap made of piezoelectric bimorph actuator in a converging channel. The EFSI analysis results show a good agreement with FSI results when a very low input bias voltage is applied to the actuator.

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85065786873&origin=inward

  • 逆圧電‐圧電‐電気回路連成現象の分離反復型解法 査読有り

    石原 大輔, 高田 黎, Prakasha Chigahalli Ramegowda

    日本計算工学会論文集 ( 一般社団法人 日本計算工学会 )   2020 ( 0 )   20200015 - 20200015   2020年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>アクチュエータやセンサに用いられる圧電バイモルフは,通常,電気回路に接続される.この場合,圧電バイモルフの機械的挙動は回路からの電荷の影響を受け,また圧電バイモルフは回路内でコンデンサのように振る舞う.ゆえに,圧電バイモルフを用いる電気機械システムの設計プロセスにおいて,逆圧電‐圧電連成に加えて,圧電バイモルフと回路との連成を考慮する必要がある.本研究では,この逆圧電‐圧電‐回路連成問題に対する新しい有限要素解析手法を提案する.薄い複合材圧電バイモルフを考慮するために,逆圧電解析にはシェル要素,圧電解析にはソリッド要素を用いる.従って,ソリッドとシェルの間における変数変換方法を用いる.回路解析は1自由度で記述する.また,圧電‐回路連成において,電位と電荷の連続性に基づく連成条件式を提案する.連成アルゴリズムは,ブロックガウスザイデル法に基づいている.逆圧電解析において,曲げ剛性および質量に対する材料の複合則を用い,圧電解析において,導体の疑似圧電体評価法を用いる.最後に,本解法によって,RC回路およびシャントダンピングにおける連成現象を正確に解析できることを示す.</p>

    DOI: 10.11421/jsces.2020.20200015

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007885624

  • Modeling the cambering of the flapping wings of an insect using rectangular shell finite elements 査読有り

    Onishi Minato, Ishihara Daisuke

    日本シミュレーション学会英文誌 ( 一般社団法人 日本シミュレーション学会 )   7 ( 1 )   181 - 188   2020年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>Cambering in the flapping wings of insects plays an important role in the aerodynamic performance of their flight. In a previous study, the authors proposed a wing model using shell finite elements to elucidate the mechanism of cambering. However, the analysis of a strongly coupled fluid–structure system using this model would be quite computationally expensive because of the necessity of robust mesh-moving techniques. Therefore, in this study, a new wing model using rectangular shell finite elements is proposed. In the proposed model, the veins and membranes are described as pseudo-elastic materials. The cambering of the proposed model is investigated by comparison with the previous model.</p>

    DOI: 10.15748/jasse.7.181

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007855464

  • Performance Evaluation of Numerical Finite Element Coupled Algorithms for Structure-Electric Interaction Analysis of MEMS Piezoelectric Actuator 査読有り

    Ramegowda P., Ishihara D., Niho T., Horie T.

    International Journal of Computational Methods   16 ( 7 )   2019年11月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2019 World Scientific Publishing Company. This work presents multiphysics numerical analysis of piezoelectric actuators realized using the finite element method (FEM) and their performances to analyze the structure-electric interaction in three-dimensional (3D) piezoelectric continua. Here, we choose the piezoelectric bimorph actuator without the metal shim and with the metal shim as low-frequency problems and a surface acoustic wave device as a high-frequency problem. More attention is given to low-frequency problems because in our application micro air vehicle's wings are actuated by piezoelectric bimorph actuators at low frequency. We employed the Newmark's time integration and the central difference time integration to study the dynamic response of piezoelectric actuators. Monolithic coupling, noniterative partitioned coupling and partitioned iterative coupling schemes are presented. In partitioned iterative coupling schemes, the block Jacobi and the block Gauss-Seidel methods are employed. Resonance characteristics are very important in micro-electro-mechanical system (MEMS) applications. Therefore, using our proposed coupled algorithms, the resonance characteristics of bimorph actuator is analyzed. Comparison of the accuracy and computational efficiency of the proposed numerical finite element coupled algorithms have been carried out for 3D structure-electric interaction problems of a piezoelectric actuator. The numerical results obtained by the proposed algorithms are in good agreement with the theoretical solutions.

    DOI: 10.1142/S0219876218501062

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85045185951&origin=inward

  • Modeling of cambering in insect’s flapping wings using finite element shell elements 査読有り

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    Proceedings of the 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   271 - 274   4pages   2019年11月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Japan   Miyazaki-shi   2019年11月05日  -  2019年11月07日

  • Computational control for strongly coupled Piezoelectric-Structure-Interaction 査読有り

    Vinay Shankar, Daisuke Ishihara, Prakasha Chigahalli Ramegowda, Rei Takata, Tomoyoshi Horie

    Proceedings of the 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   275 - 278   4pages   2019年11月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Japan   Miyazaki-shi   2019年11月05日  -  2019年11月07日

  • 昆虫羽ばたき飛行の特徴的な翼先端軌跡における流体構造連成現象の役割 招待有り

    石原大輔

    昆虫と自然 ( ニュー・サイエンス社 )   54 ( 8 )   32 - 34   2019年07月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

  • A novel coupling algorithm for the electric field–structure interaction using a transformation method between solid and shell elements in a thin piezoelectric bimorph plate analysis 査読有り

    Ramegowda P., Ishihara D., Niho T., Horie T.

    Finite Elements in Analysis and Design   159   33 - 49   2019年07月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2019 Elsevier B.V. Thin piezoelectric bimorph cantilever is increasingly employed throughout the field of actuator and sensor applications in the microelectromechanical system (MEMS). Generally for finite element analysis of piezoelectric bimorph cantilever, three–dimensional (3D)solid element can accurately takes into account a linear or quadratic distribution of electric potential over the thickness for various electric configurations of the actuator and sensor applications. As the MEMS structures usually are quite thin and undergo large deformations, shell elements are very well suited for the structural discretization. This paper is focused on the development of a novel coupled algorithm to analyze the electromechanical coupling in a piezoelectric bimorph actuator and sensor using the shell and solid elements to simulate the structural and electric fields, respectively. The electric force induced by the inverse piezoelectric effect is transformed from the solid elements to the shell elements as an equivalent external force and moment, and the resultant displacements are transformed from the shell elements to the solid elements to evaluate the direct piezoelectric effect. Two different approaches were developed to analyze the electric field–structure interaction. In the first approach, for each block Gauss–Seidel (BGS)iteration, multiple full Newton–Raphson (N–R)iterations are executed until the tolerance criteria are satisfied. In the second approach, the BGS and N–R loops are unified into a single loop. A piezoelectric bimorph actuator and sensor were analyzed for various electrical configurations to demonstrate the accuracy of the proposed method.

    DOI: 10.1016/j.finel.2019.02.001

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85065773328&origin=inward

  • 昆虫羽ばたき翼に生じるキャンバー生成のピクセルモデリング

    大西南斗, 石原大輔, 二保知也, 堀江知義

    第65回理論応用力学講演会・第22回土木学会応用力学シンポジウム講演論文集   331 - 332   2019年06月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    日本   札幌市   2019年06月28日  -  2019年06月30日

  • Cycles of triply coupled mechanical contact, current, and thermal conduction phenomena during resistance spot welding 査読有り

    Horie T., Niho T., Hayashi N., Ishihara D.

    Welding in the World   63 ( 3 )   701 - 713   2019年05月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2019, International Institute of Welding. The characteristics of the cycles of coupled phenomena that occur among elastic-plastic contact deformation, current distribution, heat generation, and thermal conduction during resistance spot welding are examined using coupled finite element analyses. The current density peak that appears at the center of the interface moves outward along the interface to the high-contact resistance region, then the peaks in the current density, contact resistance, Joule heat generation, and temperature migrate outward with the contact edge followed by the melting zone during the welding process. The influence of welding parameters on the cycles of coupled phenomena is also examined. When the weld current is increased, the current density within the contact surface does not increase but enlarges the high-temperature region instead of heating the central part of the interface. When a small electrode force is applied, the nugget formation is initially enhanced not due to the increased contact resistance but rather because of the increase in the current density through the interface with a reduced contact area.

    DOI: 10.1007/s40194-018-00699-5

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85064889056&origin=inward

  • 3枚重ね抵抗スポット溶接の構造・電流・熱伝導3 連成現象および接合強度におよぼす鋼板材質・板組の影響

    二保知也, 金城喜己, 石原大輔, 堀江知義

    計算工学講演会論文集   24   E-12-01 (2pages)   2019年05月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    日本   さいたま市   2019年05月29日  -  2019年05月31日

  • 薄く柔軟な複合材圧電バイモルフのソリッド圧電‐シェル逆圧電分離反復型解法

    石原大輔, プラカシャ チガハリ ラメゴウダ, 高田黎, 二保 知也, 堀江知義

    計算工学講演会論文集   24   E-10-01 (2pages)   2019年05月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    日本   さいたま市   2019年05月29日  -  2019年05月31日

  • A Computational Study on the Fluid-Structure Interaction Mechanism in Insect Flapping Wings 査読有り

    Daisuke Ishihara

    Proceedings of The International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences   21 ( 3 )   66 - 66   2019年05月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    DOI: 10.32604/icces.2019.05888

    Kyutacar

  • 構造‐圧電‐回路連成現象に対する有限要素解析手法の提案

    高田 黎, 石原 大輔, Prakasha Chigahalli Ramegowda, 二保 知也, 堀江 知義

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2019 ( 0 )   2019年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>A piezoelectric bimorph for actuators and sensors is usually connected to a circuit. The piezoelectric bimorph is affected by charge from the circuit in its mechanical behavior, and it also plays a role of a capacitor in the circuit. Therefore, the coupling of the piezoelectric bimorph and circuit as well as the structure - piezoelectric coupling should be taken into account in the design process of the actuators and sensors using the piezoelectric bimorph. Here, the novel finite element analysis method is proposed for this structure – piezoelectric – circuit coupled problem. Structural and piezoelectric analyses are performed using the finite element method with the shell and solid elements, respectively. Circuit analysis is a single degree of freedom. The coupled equations for the piezoelectric – circuit coupling is proposed from the continuous conditions for the electric potential and charge. The coupled algorithm is based on the block Gauss-Seidel method and a novel transformation method between the solid and shell variables. In the structural analysis, the rule of mixtures about the bending rigidity and the mass is used. In the piezoelectric analysis, the pseudo-piezoelectric evaluation method is used.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2019.32.276

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007817403

  • Pseudoelastic mesh–moving using a general scenario of the selective mesh stiffening 招待有り 査読有り

    Ishihara Daisuke, Goto Atsushi, Onishi Minato, Niho Tomoya, Horie Tomoyoshi

    日本シミュレーション学会英文誌 ( 一般社団法人 日本シミュレーション学会 )   6 ( 1 )   67 - 74   2019年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    <p>The selective mesh stiffening in this study changes the stiffness of the element based on both the element area and shape. It includes the stiffening in the previous studies as a specific case, and leads to a general scenario in the pseudoelastic mesh–moving. This scenario gives better mesh quality in the mesh-moving of a rectangular domain with a structure consisting of a square and a fin undergoes large rotations. This is because the shear deformation of the element is adaptively considered.</p>

    DOI: 10.15748/jasse.6.67

    Kyutacar

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007611945

  • 抵抗スポット溶接の接触変形・電流・熱伝導3連成解析における変形効果の重要性

    二保 知也, 易 新宇, 石原 大輔, 堀江 知義

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2019 ( 0 )   2019年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>Resistance spot welding is widely used in manufacturing industries such as automotive industry. In this paper, we propose electric current analysis and thermal conduction analysis with deformation effect for resistance spot welding analysis. Effect of deformation on bonding strength and triply coupled effect for contact deformation, electric current and thermal conduction are discussed.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2019.32.227

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007817379

  • A coupled finite element analysis approach combining in-house and general-purpose codes 査読有り

    Horie T., Niho T., Ishihara D.

    IUTAM Bookseries   35   117 - 129   2019年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © Springer Nature Switzerland AG 2019. Coupled finite element analysis is expected in several fields of research and development, where necessity of coupled analysis of not only two phenomena but also three or more phenomena is increasing. The demand for multiscale and multiphysics analyses is also increasing. A coupled analysis approach that combines an in-house code and a general-purpose commercial finite element analysis code using a message passing interface is very promising for these analyses. To examine the practical usefulness and effectiveness, this approach was applied to the triply coupled and multiscale analyses of a resistance spot welding problem and to the dynamic coupled analysis of an ultra sonic piezoelectric motor. The approach is effective to perform various types of coupled finite element analyses of multiphysics and multiscale problems.

    DOI: 10.1007/978-3-030-14883-6_7

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85068469486&origin=inward

  • Solid piezoelectric-shell inverse piezoelectric partitioned analysis method for thin piezoelectric bimorph with conductor layers 査読有り

    Takata R., Ishihara D., Ramegowda P., Niho T., Horie T.

    Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science ( 一般社団法人 日本計算工学会 )   2019 ( 0 )   20190011 - 20190011   2019年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2019 by the Japan Society for Computational Engineering and Science. Piezoelectric bimorph for actuators and sensors is usually thin and includes conductor layers such as the electrode and the shim plate. Therefore, this study deals with the coupled piezoelectric and inverse-piezoelectric analysis of thin piezoelectric bimorph with the conductor layers. Solid elements can describe the various types of distributions of electric potential along the thickness, while shell elements are more appropriate to analyze the thin structures. Therefore, instead of using piezoelectric solid elements or piezoelectric shell elements for both the piezoelectric and inverse-piezoelectric analyses, the solid and shell elements are used to simulate the electrical and structural fields, respectively. The coupled algorithm is based on the block Gauss-Seidel method and the transformation method between the solid and shell variables. In the structural analysis, the rule of mixtures for the bending rigidity and the mass is used. A pseudo-piezoelectric evaluation method for the conductor is proposed in order to use the existing programs for the piezoelectric and inverse-piezoelectric analyses without any modification. Finally, it is demonstrated that the proposed method shows very accurate potential distributions in the actuator and sensor modes of the thin piezoelectric bimorph with the conductor layers.

    DOI: 10.11421/jsces.2019.20190011

    Kyutacar

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    CiNii Article

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85068835345&origin=inward

  • Partitioned method of insect flapping flight for maneuvering analysis 査読有り

    Onishi M., Ishihara D.

    CMES - Computer Modeling in Engineering and Sciences   121 ( 1 )   145 - 175   2019年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2019 Tech Science Press. All rights reserved. This study proposed a partitioned method to analyze maneuvering of insects during flapping flight. This method decomposed the insect flapping flight into wing and body subsystems and then coupled them via boundary conditions imposed on the wing’s base using one-way coupling. In the wing subsystem, the strong coupling of the flexible wings and surrounding fluid was accurately analyzed using the finite element method to obtain the thrust forces acting on the insect’s body. The resulting thrust forces were passed from the wing subsystem to the body subsystem, and then rigid body motion was analyzed in the body subsystem. The rolling, yawing, and pitching motions were simulated using the proposed method as follows: In the rolling simulation, the difference of the stroke angle between the right and left wings caused a roll torque. In the yawing simulation, the initial feathering angle in the right wing only caused a yaw torque. In the pitching simulation, the difference between the front- and back-stroke angles in both the right and left wings caused a pitch torque. All three torques generated maneuvering motion comparable with that obtained in actual observations of insect flight. These results demonstrate that the proposed method can adequately simulate the fundamental maneuvers of insect flapping flight. In the present simulations, the maneuvering mechanisms were investigated at the governing equation level, which might be difficult using other approaches. Therefore, the proposed method will contribute to revealing the underlying insect flight mechanisms.

    DOI: 10.32604/cmes.2019.06781

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85075053780&origin=inward

  • Finite element modeling of flexible piezoelectric energy harvester operating in air

    RAMEGOWDA Prakasha Chigahalli, ISHIHARA Daisuke, TAKATA Rei, NIHO Tomoya, HORIE Tomoyoshi

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2019 ( 0 )   2019年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>Piezoelectric energy harvesting from the mechanical vibrations has attracted considerable research interest in the last decade. This work presents a finite element modeling of forced vibration of flexible piezoelectric devices (FPED). The successful design of the FPED depends on the identification of the optimal geometry, material configurations, and loading conditions to achieve maximum power efficiency at a specific band of excitation frequencies. A piezoelectric energy harvesting (PEH) process from the mechanical vibration takes the form of two-way coupling between piezoelectric and inverse piezoelectric effect, while the piezoelectric energy harvesting from the ocean waves takes the form of three-way coupling between fluid, piezoelectric, and inverse piezoelectric effects. There are some experimental and theoretical studies about piezoelectric energy harvesting from the mechanical vibrations as-well as ocean waves in literature. Meantime, performing design optimization via experimental studies is very expensive. An accurate FE modeling of the coupling effects between the fluid, piezoelectric, and inverse piezoelectric effect will reduce the cost-effective design optimization and increase the energy efficiency of the PEH. In the present study, the FE analysis of FEPD is presented. The result obtained with the FE model is compared with the experimental model reported in the literature.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2019.32.279

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007817401

  • 昆虫羽ばたき翼に生じるキャンバー生成のピクセルモデリング

    大西 南斗, 石原 大輔, 二保 知也, 堀江 知義

    理論応用力学講演会 講演論文集 ( 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」 )   65 ( 0 )   2019年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>昆虫羽ばたき翼におけるキャンバーは,空力性能の向上に重要な役割を果たす.ゆえにその生成メカニズムを解明する事は,昆虫はばたき飛行を理解するために重要である.昆虫はばたき翼のキャンバー生成における翅脈の力学的役割を解明するために,はりとシェルの有限要素を用いた形状簡略化モデルが提案されている.このモデルでは,必然的に不均一な要素分割を用いているため,流体構造連成解析の場合,ロバストなメッシュ制御方法が必要となり,計算コストがかなり高くなることが予想される.そこで本研究では,メッシュ制御を簡易化できるように,均一な要素分割を用いるピクセルモデルを提案する.本モデルでは,メッシュを均一なシェル要素により構成し,その剛性の違いにより,翅脈と翼膜の役割りを与える.先行研究のモデルとの比較を通じて,提案モデルの基本的妥当性について検討する.</p>

    DOI: 10.11345/japannctam.65.0_331

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130008100946

  • Role of fluid-structure interaction in generating the characteristic tip path of a flapping flexible wing 査読有り

    Ishihara D.

    Physical Review E   98 ( 3 )   2018年09月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2018 American Physical Society. This study shows that characteristic modes, such as the figure-eight mode, can be created in the path of the wing tip, which is caused by the fluid-structure interaction, using a flapping model wing with two lumped flexibilities describing the elevation motion as well as the pitching motion. A direct numerical simulation based on the three-dimensional finite element method for fluid-structure interaction (FSI) analyzes the behaviors of the model wing, the surrounding air, and their interaction, where the dynamic similarity law for the FSI is used to incorporate actual insect data, and the parallel computation algorithm is used to perform the systematic parametric study. Characteristic modes, such as the figure-eight mode, are observed in the path of the wing tip from the elevation motion of the simulated wing. This motion is considered as the forced vibration caused by the interaction with the surrounding fluid excited by the flapping of the wing. Therefore, this motion can be modulated by the flexibility to change the natural frequency, which can be controlled by the muscles at the base of the wing in the actual insect. The present simulation shows that the selection between these modes in the path of the wing tip depends on the ratio between the natural frequency of the elevation motion and the flapping frequency. In the case of the figure eight, the upward elevation motion of the wing acts on the leading-edge vortex (LEV) so as to keep its momentum upon stroke reversal. Therefore, this LEV can remain in the wake of the wing after stroke reversal and enhance the next LEV. Because of this effect, the lift increases significantly as the mode of the wing tip path shifts to the figure-eight mode. This understanding will contribute to a developed field of bioinspired micro air vehicles; i.e., it will reduce the complexity of electromechanical devices that prescribe entire motions of their wings.

    DOI: 10.1103/PhysRevE.98.032411

    Kyutacar

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85053843784&origin=inward

  • A partition model for the computer simulation of insect flight maneuvers 査読有り

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara, Horie Tomoyoshi

    Proceedings of the 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   24 - 27   4pages   2018年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Japan   Muroran-shi  

  • General scenario of the selective mesh stiffening in the pseudoelastic mesh-moving 査読有り

    Daisuke Ishihara, Atsushi Goto, Minato Onishi, Tomoya Niho, Horie Tomoyoshi

    Proceedings of the 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology   20 - 23   4pages   2018年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Coupled Finite Element Analysis Model of Structural and Electrical Coupled Analysis for Electrical Contact Resistance

    Tomoya Niho, Hiroyuki Kuramae, Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie

    Proceedings of the 13th World Congress in Computational Mechanics   2018年07月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 昆虫羽ばたき飛行の操縦性に関する分離型解法の検討

    大西 南斗, 石原 大輔, 堀江 知義

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2018 ( 0 )   2018年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>Insects have developed their high-performance maneuverability using flapping flight in the process of their evolution. In this study, a partitioned method based on our partition model for their flapping flight, which consists of the subsystems of the wings, the body and the control, is proposed to analyze their maneuverability. Here, the proposed method is applied for a maneuver, which is assumed as the perturbation from the static hovering state. In this case, a specific analysis procedure reduced from the proposed method is the one way coupling from the wing to body subsystems, i.e. the insect flapping wings are analyzed using a finite element method for the fluid-structure interaction, the resulted thrust force acts on the insect's body, and its motion is calculated using the equation of motion of a rigid body. The fundamental performance of the proposed method is demonstrated from the comparison between the present results and the actual observation with respect to the yaw, roll, and pitch as three basic modes of maneuver.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2018.31.225

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007653641

  • 昆虫規範型微小飛行体用トランスミッションのポリマーマイクロマシニングと駆動試験

    浦川 晃平, 石原 大輔, 高木 方勝, 村上 直, 上尾 純平, 熊谷 武尊, 堀江 知義

    年次大会 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2018 ( 0 )   2018年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmemecj.2018.J0270401

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007619310

  • 構造シェル要素と電界ソリッド要素を用いた複合材圧電バイモルフの分離反復型解法

    高田 黎, 石原 大輔, Chigahalli Ramegowda Prakasha, 二保 知也, 堀江 知義

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2018 ( 0 )   2018年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>In general, piezoelectric bimorph for actuators and sensors is thin and includes electrodes and shim plates. Therefore, this study deals with the thin composite piezoelectric bimorph. Solid elements can describe the various type of distributions of electric potential over the thickness. However, shell elements are more appropriate for the thin structural analysis. Therefore, instead of using piezoelectric solid elements or piezoelectric shell elements, solid elements and shell elements are used to simulate the electrical field and the structural field, respectively. The coupled algorithm is based on the block Gauss-Seidel method and a novel transformation method between the solid and shell variables. In the structural analysis, the rule of mixtures about the bending rigidity and the mass is used. In the electrical analysis, the single piezoelectric solver is used to obtain the potential distribution in the composite piezoelectric bimorph using a pseudo-piezoelectric treatment for the conductor. Finally, this study illustrates the very accurate potential distributions in the actuator and sensor modes of the thin composite piezoelectric bimorph.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2018.31.236

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007653661

  • A shape simplification modeling of the cambering in insect’s flapping wings using beam and shell 査読有り

    Ishihara D., Yokota J., Onishi M., Niho T., Horie T.

    Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science   2018   2018年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this study, a shape simplification modeling of insect flapping wings is proposed in order to reveal the mechanical roles of the veins in their cambering, since it seems to be unclear how the elastic deformation of insect wings caused by the aerodynamic force results in their camber. In the proposed modeling, the veins are divided into the areas according to their functions, and the macroscopic constitutive relationship in each area is described using the corresponding beam. Furthermore, the wing membrane supported by the veins is described using a rectangular shell. The aerodynamic pressure dominant in the cambering is considered in the static deformation of the model wing. The finite element analysis taking into account the geometric nonlinearity is applied to the proposed model with the setup consistent with the actual insect. As the result, the mechanical roles of the veins in the cambering of insect flapping wings are revealed.

    DOI: 10.11421/jsces.2018.20180018

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85120066952&origin=inward

  • 接触電気抵抗の大規模ミクロスケール接触変形・電流連成有限要素解析

    二保 知也, 倉前 宏行, 八塚 僚介, 堀江 知義, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2018 ( 0 )   2018年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>Electrical contact resistance plays important role in melting and bonding of steel sheets interface for resistance spot welding. Although many researchers have proposed theoretical models of electrical contact resistance, microscale structural and electrical coupled finite element analysis is required to evaluate electrical contact resistance because its characteristics depend on the real contact surface, elasto-plastic large deformation contact behavior, electric current and temperature. In this study, we discuss a microscale structural and electrical coupled finite element analysis for the electrical contact resistance. In this analysis, the structural analysis with elasto-plastic, large deformation and contact effect is performed using measured surface based finite element analysis model and temperature dependent material properties. Deformed shape obtained by the structural analysis is used for the electrical analysis considering temperature dependent electrical resistivity. The electrical contact resistance analyses are performed to discuss the SS–RVE (Statistically Similar Representative Volume Element) size and computational cost, and to confirm the validity of the proposed analysis method. The dependency of the electrical contact resistance on the contact pressure and the temperature are compared with those of Babu's model and experimental results from the viewpoint of these path dependencies.</p>

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2018.31.257

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007653677

  • 2.5次元構造を有する昆虫規範型微小飛行体の試作

    高木 方勝, 石原 大輔, 大平 直人, 村上 直, 堀江 知義

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2018 ( 0 )   2018年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmebio.2018.30.1I12

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007410874

  • Microfabrication of hybrid structure composed of rigid silicon and flexible PI membranes 査読有り

    Murakami S., Ishihara D., Araki M., Ohira N., Ito T., Horie T.

    Micro and Nano Letters   12 ( 11 )   913 - 915   2017年11月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © The Institution of Engineering and Technology 2017. The authors have designed and microfabricated millimetre-scale wing-shaped hybrid microstructures composed of rigid structures of single crystal silicon (SCS) substrates and flexible polyimide (PI) membranes. The wing-shaped microstructures mimicking insect flapping flight have been newly designed using a fluid-structure interaction analysis, and the hybrid microstructures based on the design method have been successfully microfabricated using a simple process flow with SCS substrates coated with PI membranes. Shape of the SCS parts in the hybrid microstructures have been successfully fabricated using deep reactive ion etching of the SCS substrate with small etching rate, and the wing plates of PI membranes have been prepared with the photolithography and the curing processes. The flexibility of the PI membranes of the fabricated hybrid microstructures was also confirmed using the bending test of the PI membranes.

    DOI: 10.1049/mnl.2017.0428

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85033476979&origin=inward

  • Microfabrication of hybrid structure composed of rigid silicon and flexible polyimide membranes 査読有り

    Murakami S., Ishihara D., Araki M., Horie T., Ohira N., Ito T.

    2017 IEEE 12th International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, NEMS 2017   840 - 843   2017年08月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    © 2017 IEEE. We have designed and microfabricated millimeter-scale wing-shaped hybrid microstructures composed of rigid structures of single crystal silicon (SCS) and flexible polyimide (PI) membranes. The wing-shaped microstructures mimicking insect flapping flight have been designed using a fluid-structure interaction analysis, and have been microfabricated using microfabrication technologies with the SCS substrates coated with photosensitive polyimide membranes. The shape of the SCS parts of the hybrid microstructures have been fabricated using deep reactive ion etching (D-RIE) process. The flexible parts of PI membranes have been prepared using photolithography and the subsequent curing process of the micro-patterned photosensitive PI thin film. The wing-shaped hybrid microstructures fabricated have been observed, and the flexibility of the PI membrane part of the hybrid microstructures was also confirmed using the bending test of the PI membrane.

    DOI: 10.1109/NEMS.2017.8017145

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85030845432&origin=inward

  • Strongly Coupled Finite Element Analysis of Electric-Structure-Fluid Interaction in MEMS

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho, Tomoyoshi Horie

    第64回理論応用力学講演会論文集   No.OS8-02-02, 2pages   2017年08月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • Design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight using fluid-structure interaction analysis 招待有り

    Daisuke Ishihara, Naoto Ohira, Masakatsu Takagi, Sunao Murakami, Tomoyoshi Horie

    Proceedings of the JSME-KSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2017   111 - 112   2017年05月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Korea   Busan   2017年05月25日  -  2017年05月26日

  • 表面マイクロマシニングに基づく昆虫規範型マイクロ飛行体の試作

    高木方勝,大平直人,石原大輔,村上直,堀江知義

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム論文集   13 - 14   2017年05月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    倉敷   2017年05月18日  -  2017年05月19日

  • Passive mechanism of pitch recoil in flapping insect wings 査読有り

    Ishihara D., Horie T.

    Bioinspiration and Biomimetics   12 ( 1 )   2017年02月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2016 IOP Publishing Ltd. The high torsional flexibility of insect wings allows for elastic recoil after the rotation of the wing during stroke reversal. However, the underlying mechanism of this recoil remains unclear because of the dynamic process of transitioning from the wing rotation during stroke reversal to the maintenance of a high angle of attack during the middle of each half-stroke, when the inertial, elastic, and aerodynamic effects all have a significant impact. Therefore, the interaction between the flapping wing and the surrounding air was directly simulated by simultaneously solving the incompressible Navier-Stokes equations, the equation of motion for an elastic body, and the fluid-structure interface conditions using the three-dimensional finite element method. This direct numerical simulation controlling the aerodynamic effect revealed that the recoil is the residual of the free pitch vibration induced by the flapping acceleration during stroke reversal in the transient response very close to critical damping due to the dynamic pressure resistance of the surrounding air. This understanding will enable the control of the leading-edge vortex and lift generation, the reduction of the work performed by flapping wings, and the interpretation of the underlying necessity for the kinematic characteristics of the flapping motion.

    DOI: 10.1088/1748-3190/12/1/016008

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85012877720&origin=inward

  • MEMS技術に基づく微小羽ばたき翼の変位変換システムの設計と試作

    大平直人, 石原大輔, 村上直, 堀江知義

    日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会論文集   No.16-76   2F23, 2pages   2017年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    愛知   2017年01月19日  -  2017年01月20日

  • Stability analysis and evaluation of staggered coupled analysis methods for electromagnetic and structural coupled finite element analysis 査読有り

    Niho T., Horie T., Uefuji J., Ishihara D.

    Computers and Structures   178   129 - 142   2017年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2016 Elsevier LtdThe numerical stability of electromagnetic and structural coupled analysis methods is examined in terms of the spectral radius for various methods combined with a coupled algorithm, time integration methods for structural analysis and eddy current analysis, and coupled effect evaluation methods. The coupled analysis method with the conventional serial staggered algorithm, generalized–α method for structure, backward difference method for eddy current, and coupled effect evaluation using previous time step results is seen to be the most suitable from the viewpoints of stability and computing time. The stability of the conventional parallel staggered algorithm is found to be much improved if the generalized–α method is used for structural analysis.

    DOI: 10.1016/j.compstruc.2016.09.003

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84994052390&origin=inward

  • Triply coupled effect of elasto–plastic contact deformation, electric current and thermal conduction of steel sheets interfaces for three sheets resistance spot welding 査読有り

    Niho T., Horie T., Ikegami K., Ishihara D., Matsunaga K., Shu T.

    Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society ( 一般社団法人 溶接学会 )   35 ( 2 )   63 - 72   2017年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2018 Japan Welding Society. All Rights Reserved. Resistance spot welding of three steel sheets is used in automotive manufacturing. The determination of welding conditions for three steel sheets welding is more difficult than that for two steel sheets welding because in the former case, two interfaces are simultaneously welded. The welding condition to improve the weld strength of thin and thick sheets’ interface is required for thin, thick, and thick sheets welding. In addition, avoiding weld spatter is an important technical concern for the three sheets welding. This paper discusses the triply coupled effects of elasto–plastic large deformation contact, electric current, and thermal conduction for the three sheets welding via triply coupled finite element analyses. The triply coupled effects of thin and thick sheets’ interface and those of thick and thick sheets’ interface are compared to discuss the special characteristics of the triply coupled effects of three sheets welding. The nugget diameter of the thick and thick sheets’ interface is larger than that of the thin and thick sheets’ interface because the electrical contact resistance and the base electrical resistance of high-strength steels are higher than those of general-strength steels. Furthermore, the chain of the coupled effects of electrical resistances, Joule heat generation, temperatures, and electrical resistances is strong. As the effect of welding current on temperature by the coupling effect for the thick and thick sheets’ interface is stronger than that for the thin and thick sheets’ interface, the possibility of spatter increases. Increasing the nugget diameter solely for the thin and thick sheets’ interface using electrode force is difficult because the effect of the electrode force on the nugget diameter is approximately the same for both interfaces. On the contrary, material characteristics can affect the nugget diameter solely for either of the interfaces. The possibility of spatter increases for the welding condition with a sheet gap because the temperature of the contact edge for the sheets’ interface increases.

    DOI: 10.2207/qjjws.35.63

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    CiNii Article

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85048223175&origin=inward

  • Microscale electrical contact resistance analysis for resistance spot welding 査読有り

    Niho T., Kubota K., Aramaki H., Kuramae H., Ishihara D., Horie T.

    Proceedings of the 7th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2017   2017-January   1152 - 1158   2017年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    © 2017 International Center for Numerical Methods in Engineering. All rights reserved. Electrical contact resistance is an important parameter for resistance spot welding. In this study, a microscale electrical contact resistance analysis method is proposed for resistance spot welding. The microscale electrical contact resistance analysis method is combination of an elasto–plastic large deformation contact analysis and an electric current analysis. The electric current analysis is performed for deformed shape of asperity. The tendency of the electrical contact resistance on contact pressure and temperature for the electrical contact resistance analysis agrees with that for Babu’s electrical contact resistance model. A multiscale coupled analysis method is also proposed for resistance spot welding. The multiscale analysis consists of macroscale elasto–plastic large deformation contact, electric current and thermal conduction triply coupled analysis and microscale electrical contact resistance analysis. It is confirmed that the resistance spot welding analysis without measurement of electrical contact resistance can be performed by using the microscale electrical contact resistance analysis.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85045335323&origin=inward

  • 昆虫規範型MEMS翼に対する流体構造連成デザインアプローチ

    石原 大輔, 荒木 政輝, 大平 直人, 村上 直, 堀江 知義

    理論応用力学講演会 講演論文集 ( 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」 )   64 ( 0 )   OS8 - 02-01   2017年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>In this study, a FSI design approach of an insect–inspired MEMS wing is proposed. Similar to actual insects, the proposed design actively uses the FSI to create the passive wing motion. Each design solution has a so-called 2.5–D structure for the MEMS technology. The 3–D unsteady monolithic FSI equation system is solved to find the satisfactory design solutions using a projection method. An area of satisfactory design solutions in a design parameter space is found. Each design solution in this area can generate the thrust sufficient to support the weight of the model insect.</p>

    DOI: 10.11345/japannctam.64.0_OS8-02-01

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007510260

  • 羽ばたき柔軟翼における先端軌跡の流体構造連成による生成に関する数値的検討

    石原 大輔, 堀江 知義

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2017 ( 0 )   2017年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2017.30.284

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130006551242

  • 要素品質に基づく ALE メッシュ制御手法の開発

    後藤 篤史, 石原 大輔, 堀江 知義, 二保 知也

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2017 ( 0 )   2017年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2017.30.295

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130006551250

  • 抵抗スポット溶接解析における構造・電流・熱伝導3連成モデルおよび微視接触電気抵抗解析モデルの検討

    二保 知也, 倉前 宏行, 荒牧 弘親, 中野 陽介, 石原 大輔, 堀江 知義

    理論応用力学講演会 講演論文集 ( 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」 )   64 ( 0 )   OS8 - 02-04   2017年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>Resistance spot welding is widely used in manufacturing industry. Analysis of resistance spot welding is required for examination of welding mechanism and determination of welding parameters such as weld current, electrode force and weld time because welding parameters are obtained empirically. In this paper, effect of structure–electric current–thermal conduction triply coupled model on resistance spot welding analysis results are examined to make analysis more efficient. Statistically similar representative volume element size and resolution of finite element analysis model are also discussed for microscale electrical contact resistance analysis of multiscale resistance spot welding analysis.</p>

    DOI: 10.11345/japannctam.64.0_OS8-02-04

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007510177

  • Strongly Coupled Finite Element Analysis of Electric-Structure-Fluid Interaction in MEMS

    Ramegowda Prakasha Chigahalli, Ishihara Daisuke, Niho Tomoya, Horie Tomoyoshi

    理論応用力学講演会 講演論文集 ( 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」 )   64 ( 0 )   OS8 - 02-02   2017年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    <p>A strongly coupled multiphysics analysis of the electric-structure-fluid interaction in micro electro mechanical system (MEMS) using the finite element method is presented. The strongly coupled electric-structure interaction is based on the block Gauss-Seidel (BGS) iteration scheme, while the strongly coupled structure-fluid interaction is based on the projection scheme. A novel translation algorithm for the electric force and the structural displacement accurately takes into account the electric-structure interaction in MEMS. Therefore, this algorithm combines these schemes to analyze the strongly coupled electric-structure-fluid interaction in MEMS. The proposed method is applied for a flexible piezoelectric bimorph actuator in a channel to demonstrate its performance.</p>

    DOI: 10.11345/japannctam.64.0_OS8-02-02

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007510311

  • 抵抗スポット 溶接におよぼす構造・電流・熱伝導 3 連成効果の影響度

    二保 知也, 中野 陽介, 堀江 知義, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2017 ( 0 )   2017年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2017.30.275

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130006551222

  • Fluid-structure interaction design of insect-like micro flapping wing 査読有り

    Ishihara D., Ohira N., Takagi M., Murakami S., Horie T.

    Proceedings of the 7th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2017   2017-January   870 - 875   2017年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    © 2017 International Center for Numerical Methods in Engineering. All rights reserved. In this study, a FSI design of an insect-like micro flapping wing is proposed. Similar to actual insects, the proposed design actively uses the FSI to create the passive wing motions. Each design solution has a 2.5-D structure for the MEMS technology. The 3-D unsteady monolithic FSI equation system is solved to find the satisfactory design solutions using a projection method in a parallel computation environment. An area of satisfactory design solutions in a design parameter space or Design Window (DW) is presented. Each design solution in the present DW can generate the thrust sufficient to support the weight of the model insect. Therefore, the insect-like MEMS-based MAVs are possible.

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85033477617&origin=inward

  • A finite element approach for a coupled numerical simulation of fluid-structure-electric interaction in MEMS 査読有り

    Ramegowda P., Ishihara D., Niho T., Horie T.

    Proceedings of the 7th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2017   2017-January   999 - 1007   2017年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    © 2017 International Center for Numerical Methods in Engineering. All rights reserved. In this analyze, a novel finite element coupled algorithm using numerical methods to analyze the interaction between fluid-structure-electric fileds has been presented for piezoelectric actuators. Piezoelectricity is fundamentally an interaction between structure and electric fields. In this paper, at first we analyze the piezoelectric interaction using 3D solid elements and MITC4 shell elements. Solid elements are used for electric analysis and MITC4 shell elements are used for geometric nonlinear structural analysis. The induced electric forces and moment of forces are translated from 3D solid elements to MITC4 shell elements using a novel translation method, and displacements from MITC4 shell elements are translated to 3D solid elements using shell element displacement interpolation functions. A projection method is employed in order to solve the interaction between MITC4 shell structure and fluid field.

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85045305426&origin=inward

  • MEMS 技術に基づく微小羽ばたき翼の変位変換システムの設計と試作

    大平 直人, 石原 大輔, 村上 直, 堀江 知義

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2017 ( 0 )   2017年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmebio.2017.29.2F23

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007123468

  • A novel coupled algorithm for shell structure-electric field interaction analysis in MEMS piezoelectric actuator 査読有り

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho, Tomoyoshi Horie

    Proceedings of The 35th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology   2016   332 - 339   2016年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Numerical instability of staggered electromagnetic and structural coupled analysis using time integration method with numerical damping 査読有り

    T. Niho, T. Horie, J. Uefuji, D. Ishihara

    Proceedings of the International Conference on Computational Methods   3   Paper ID 1962, 8pages   2016年08月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Performance evaluation of finite element coupled algorithms for structure-electric interaction analysis of MEMS actuator

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Ishihara Daisuke, Niho Tomoya, Horie Tomoyoshi

    Proceedings of the 12th World Congress on Computational Mechanics   2016年07月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Korea   Seoul   2016年07月24日  -  2016年07月29日

  • Fluid-structure interaction design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight

    Daisuke Ishihara, Sunao Murakami, Masateru Araki, Tomoyoshi Horie

    Proceedings of the 12th World Congress on Computational Mechanics   2016年07月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Korea   Seoul   2016年07月24日  -  2016年07月29日

  • 昆虫翼の受動的ピッチング運動に対する周波数比の影響

    石原 大輔, 白川 博基, 堀江 知義

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2016 ( 0 )   2016年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2016.29.4_305

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007093965

  • 非線形有限要素解析による昆虫翼構造力学モデルの提案と検討

    横田 順, 石原 大輔, 堀江 知義

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2016 ( 0 )   2016年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2016.29.4_154

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007094354

  • 抵抗スポット溶接時に生じる構造・電流・熱3連成現象の検討および溶接条件の設定

    林 尚毅, 堀江 知義, 二保 知也, 石原 大輔

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2016 ( 0 )   2016年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2016.29.4_271

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130007093825

  • 3枚重ね抵抗スポット溶接における大変形弾塑性接触・電流・熱伝導3連成現象の検討

    二保 知也, 池上 恭平, 堀江 知義, 石原 大輔, 松永 賢一, 朱 徳林

    溶接学会全国大会講演概要 ( 一般社団法人 溶接学会 )   2016 ( 0 )   12 - 13   2016年01月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    3枚重ね抵抗スポット溶接では,材質や板厚により接合強度を確保し,かつ,スパッタレスな溶接条件設定が難しいケースが多い.本報では,大変形弾塑性接触・電流・熱伝導3連成解析により3枚重ね抵抗スポット溶接特有の3連成現象および溶接条件が接合強度やスパッタにおよぼす影響を検討する.

    DOI: 10.14920/jwstaikai.2016f.0_12

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130005435757

  • 昆虫模倣翼のMEMSプロセスによる試作とその性能評価

    荒木正輝,石原大輔,村上直,堀江知義

    第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演論文集   0pm1-E-5, 2pages   2015年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    2015年10月28日  -  2015年10月30日

  • Hierarchically decomposed finite element analysis of the structure-fluid-electrostatic interaction 招待有り

    Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho

    Proceedings of the KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2015   15-231   20 - 21   2015年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Japan   Tokyo   2015年10月26日  -  2015年10月26日

  • Fluid-structure interaction analysis for the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of dipteran flapping wings 招待有り 査読有り

    Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho

    Proceedings of the 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics   66 - 66   2015年09月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Japan   Hokkaido   2015年09月16日  -  2015年09月19日

  • Finite element analysis using a hierarchal decomposition for the interaction of structure, fluid and electrostatic field in mems 査読有り

    Ishihara D., Horie T., Niho T., Baba A.

    COUPLED PROBLEMS 2015 - Proceedings of the 6th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering   1023 - 1028   2015年04月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    In this study, a hierarchal decomposition for the interaction of the structure, fluid and electrostatic field or the structure-fluid-electrostatic interaction, which is one of typical phenomena in micro-electro-mechanical system (MEMS), is proposed in order to solve it efficiently. The proposed decomposition partitions the structure-fluid-electrostatic interaction into the fluid-structure interaction (FSI) and the electrostatic field, and, moreover, splits the FSI into the velocity and fluid pressure fields. In this way, the whole interaction system is decomposed into the three fields in a hierarchal way. The proposed decomposition is implemented using a finite element method and is applied to a micro cantilever beam actuated by the electrostatic force in air. It follows from the comparison among the results for the structure-fluid-electrostatic interaction, the FSI and the experiment that the proposed method taking into account the full-interaction can predict the vibration characteristic of the MEMS accurately.

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84938693972&origin=inward

  • Elasto-plastic contact, electric current and thermal conduction triply coupled analysis model for resistance spot welding 査読有り

    Niho T., Horie T., Morita Y., Ishihara D., Yamakawa D., Momii S.

    Yosetsu Gakkai Ronbunshu/Quarterly Journal of the Japan Welding Society ( 一般社団法人 溶接学会 )   33 ( 3 )   271 - 282   2015年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Interactions between elasto-plastic contact deformation, electric current and heat conduction produces complicated triply coupled effect in the resistant spot welding. Since the coupled effect affects weld strength, the coupled finite element analysis is required to determine welding parameters such as welding current, electrode force, welding time and electrode shape. This paper discusses in detail the elasto-plastic contact, electric current and thermal conduction triply coupled analysis method. The coupled analysis method uses modified electrical contact resistance model, modified thermal contact resistance model and iterative partitioned coupled algorithm suitable for strong coupled problem. The validity of the method are discussed under the different condition such as welding current, electrode force, welding time, material and number of the steel sheets. The analysis result of nugget growth curve agrees very well with experimental result for two sheet welding. The validity is confirmed by not only nugget growth curve but also surface temperature of steel sheet and electrode for three sheet welding with high tension steel. The solution convergence is discussed for the iterative partitioned coupled algorithm and the conventional coupled algorithm. Since the coupled effect is strong for between electric current and thermal conduction, the choice of the coupled algorithm is important for the resistance spot welding analysis. Effect of elasto-plastic contact deformation, change of electric current distribution and thermal conduction on resistance spot welding are discussed from the viewpoint of coupled effect. The coupled model with ability to simulate the chain of coupled effect is required to improve the analysis reliability. The importance of temperature dependency of material property, electrical contact resistance, thermal contact resistance and latent heat effect are also discussed.

    DOI: 10.2207/qjjws.33.271

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    CiNii Article

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84983313640&origin=inward

  • Hierarchal decomposition for the structure-fluid-electrostatic interaction in a microelectromechanical system 査読有り

    Ishihara D., Horie T., Niho T., Baba A.

    CMES - Computer Modeling in Engineering and Sciences   108 ( 6 )   429 - 452   2015年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Copyright © 2015 Tech Science Press. In this study, a hierarchal decomposition is proposed to solve the structure- fluid-electrostatic interaction in a microelectromechanical system (MEMS). In the proposed decomposition, the structure-fluid-electrostatic interaction is partitioned into the structure-fluid interaction and the electrostatic field using the iteratively staggered method, and the structure-fluid interaction is split into the structurefluid velocity field and the fluid pressure field using the projection method. The proposed decomposition is applied to a micro cantilever beam actuated by the electrostatic force in air. It follows from the comparisons among the numerical and experimental results that the proposed method can predict the MEMS vibration characteristics accurately.

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84990191139&origin=inward

  • 258 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチングに対する流体構造連成解析

    石原 大輔, 堀江 知義, 二保 知也

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2015 ( 0 )   _258 - 1_-_258-2_   2015年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2015.28._258-1_

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/110010044383

  • OS1-5 Fluid-structure interaction analysis for the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of dipteran flapping wings(OS1: Bio-inspired Flight System Biomechanics I) 招待有り 査読有り

    Ishihara Daisuke, Horie Tomoyoshi, Niho Tomoya

    Proceedings of the ... Asian Pacific Conference on Biomechanics : emerging science and technology in biomechanics ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2015 ( 0 )   2015年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    DOI: 10.1299/jsmeapbio.2015.8.66

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/110010043721

  • 30pm1-E-5 昆虫模倣翼のMEMSプロセスによる試作とその性能評価

    荒木 政輝, 石原 大輔, 村上 直, 堀江 知義

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2015 ( 0 )   _30pm1 - E-5-_30pm1-E-5   2015年01月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    In recent years, Micro Air Vehicles (MAVs) mimicking insects have been developed for the purpose of observation in narrow and disaster areas. Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) are typically manufactured using the semiconductor manufacturing technology, and have attracted much attention in various fields. In this study, in order to realize an insect-like MAV, its prototype millimeter wing is developed. The prototype wing is designed based on the mechanics of insect flapping wings and the data of an actual insect. The prototype wing made of a single crystal silicon and a polyimide membrane is fabricated, and its fundamental characteristics are evaluated.

    DOI: 10.1299/jsmemnm.2015.7._30pm1-E-5

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/110010046076

  • An experimental and three-dimensional computational study on the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of flapping wings in hovering flies 査読有り

    Ishihara D., Horie T., Niho T.

    Bioinspiration and Biomimetics   9 ( 4 )   2014年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    © 2014 IOP Publishing Ltd.The relative importance of the wing's inertial and aerodynamic forces is the key to revealing how the kinematical characteristics of the passive pitching motion of insect flapping wings are generated, which is still unclear irrespective of its importance in the design of insect-like micro air vehicles. Therefore, we investigate three species of flies in order to reveal this, using a novel fluid-structure interaction analysis that consists of a dynamically scaled experiment and a three-dimensional finite element analysis. In the experiment, the dynamic similarity between the lumped torsional flexibility model as a first approximation of the dipteran wing and the actual insect is measured by the Reynolds number Re, the Strouhal number St, the mass ratio M, and the Cauchy number Ch. In the computation, the three-dimension is important in order to simulate the stable leading edge vortex and lift force in the present Re regime over 254. The drawback of the present experiment is the difficulty in satisfying the condition of M due to the limitation of available solid materials. The novelty of the present analysis is to complement this drawback using the computation. We analyze the following two cases: (a) The equilibrium between the wing's elastic and fluid forces is dynamically similar to that of the actual insect, while the wing's inertial force can be ignored. (b) All forces are dynamically similar to those of the actual insect. From the comparison between the results of cases (a) and (b), we evaluate the contributions of the equilibrium between the aerodynamic and the wing's elastic forces and the wing's inertial force to the passive pitching motion as 80-90% and 10-20%, respectively. It follows from these results that the dipteran passive pitching motion will be based on the equilibrium between the wing's elastic and aerodynamic forces, while it will be enhanced by the wing's inertial force.

    DOI: 10.1088/1748-3182/9/4/046009

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84914680180&origin=inward

  • 流体構造連成相似則に基づく昆虫羽ばたき翼の解析

    石原大輔,堀江知義,二保知也

    日本実験力学会2014年度年次講演会論文集講演論文集   14   7 - 8   2014年08月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • MEMS構造要素の振動解析における入力データと連成効果の同定

    石原大輔, 堀江知義, 二保知也, 馬場昭好

    第19回計算工学講演会論文集   19   D-11-4, 2pages   2014年06月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • 空気中で静電駆動されるマイクロ片持ちはりにおける連成効果

    石原大輔,堀江知義,二保知也,馬場昭好

    第26回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   28 - 29   2014年05月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチング動力学における空気力効果の数値的検討 査読有り

    石原 大輔, 堀江 知義, 二保 知也

    日本機械学会論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   80 ( 812 )   CM0106 - CM0106   2014年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This study is concerned with aerodynamic effects in passive pitching dynamics of insect flapping wings, which would be based on the Fluid-Structure Interaction (FSI). Thus, we evaluated them using three-dimensional numerical analyses for the FSI based on the finite element method. In the numerical analyses, the FSI in insect flapping wing is broken down into its constituent components in order to find the aerodynamic effects in the passive pitching dynamics as follows: (a) The dipteran passive pitching dynamics is based on the interaction between the wing's elastic and aerodynamic forces, while it is enhanced by the wing's inertial effect. (b) The air damping leads the mode of wing's natural vibration from underdamping to overdamping so as to form the characteristic pitching motion, where the damped natural vibration of the wing appears so as to enhance the wing rotation.

    DOI: 10.1299/transjsme.2014cm0106

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130003399154

  • 相補完的な計算と相似模型実験を用いた流体構造連成シミュレーション

    石原 大輔, 堀江 知義, 二保 知也

    理論応用力学講演会 講演論文集 ( 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」 )   63 ( 0 )   2014年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    流体と構造が強く連成する現象に対する信頼性の高い解析手法が求められている.相似模型実験は,鍵となる無次元数の増加に伴い,それらの条件を同時に満たすことが難しくなる.一方,計算は,近年,急速に発展しているが,現象の複雑化に伴い,一層,結果の妥当性を検討することが求められる.そこで本研究においては,計算と相似模型実験の相補完による流体構造連成シミュレーションを提案し,具体的な流体構造連成現象として,昆虫羽ばたき飛行を取り上げて,その有効性を検討する.

    DOI: 10.11345/japannctam.63.0_83

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130005478028

  • 流体構造連成相似実験の計算による補完と昆虫飛行解析への適用

    石原 大輔, 堀江 知義, 二保 知也

    計算力学講演会講演論文集 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2014 ( 0 )   403 - 404   2014年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    DOI: 10.1299/jsmecmd.2014.27.403

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/110009940260

  • A projection method for the monolithic interaction system of an incompressible fluid and a structure using a new algebraic splitting 査読有り

    Ishihara D., Horie T.

    CMES - Computer Modeling in Engineering and Sciences   101 ( 6 )   421 - 440   2014年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Copyright © 2014 Tech Science Press. In this study, a projection method for the monolithic interaction system of an incompressible fluid and a structure using a new algebraic splitting is proposed. The proposed method splits the monolithic equation system into the equilibrium equations and the pressure Poisson equation (PPE) algebraically using the intermediate velocity in the nonlinear iterations. Since the proposed equilibrium equation satisfies the interface condition, the proposed method is strongly coupled. Moreover, the proposed PPE enforces the incompressibility constraint. Different from previous studies, the proposed algebraic splitting never generates any Schur complement. The proposed method is applied to a channel with a flexible flap, which is one of typical test problems, where its superior computational efficiencies are demonstrated.

    Kyutacar

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84919969728&origin=inward

  • J0220401 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチング運動における空気減衰の数値的検討([J022-04]生物規範メカニクス・システム:生物の運動、力学及びミメティクスセッション(4))

    石原 大輔, 堀江 知義

    年次大会 ( 一般社団法人 日本機械学会 )   2014 ( 0 )   _J0220401 - -_J0220401-   2014年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    This study is concerned with air damping effect in passive pitching motion of insect flapping wing, which will be based on the Fluid-Structure Interaction (FSI). Thus, we evaluated it using three-dimensional numerical analyses for the FSI based on the finite element method. From the numerical analysis, we found that the air damping leads the mode of wing's natural vibration from underdamping to overdamping so as to form the characteristic pitching motion.

    DOI: 10.1299/jsmemecj.2014._J0220401-

    CiNii Article

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/110009943479

  • Convergence evaluation on a projection method for the interaction of an incompressible fluid and an elastic structure 査読有り

    Ishihara D., Horie T.

    Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science ( 一般社団法人 日本計算工学会 )   2013 ( 0 )   20130017 - 20130017   2013年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this study, performances of a projection method for the interaction system of an incompressible fluid and a flexible elastic structure are evaluated. The proposed projection method splits the monolithic equation system into the equilibrium equations and the pressure Poisson equation (PPE) using the intermediate velocity in the nonlinear iterative procedure. The monolithic equation system has the drawbacks of the large degrees of freedoms and the ill-condition. The proposed formulation reduces these drawbacks. The performance of the proposed projection method is demonstrated using a channel with a flexible flap, which is one of typical test problems, and a flapping flexible wing in a closed tank with comparable fluid and structural mass densities. It follows from the results for these numerical examples that the proposed projection method is efficient for the cases, where some conventional monolithic and partitioned methods would suffer the numerical difficulties. © 2013 by the Japan Society for Computational Engineering and Science.

    DOI: 10.11421/jsces.2013.20130017

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  • A consistent projection method for monolithic fluid-structure interaction systems 査読有り

    Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie

    Proceedings of Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering V (COUPLED PROBLEMS 2013) (CD-ROM)   2013年06月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    スペイン   イビザ   2013年06月16日  -  2013年06月19日

  • Finite element analysis using hierarchal decomposition for interaction of structural, fluidic and electrostatic fields in MEMS structural components 査読有り

    Ishihara D., Horie T., Niho T., Baba A.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A ( 一般社団法人 日本機械学会 )   79 ( 804 )   1291 - 1302   2013年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this study a finite element analysis using hierarchal decompositions for the interaction of structural, fluidic and electrostatic fields is applied for vibration analyses of a MEMS structural component. The interaction is partitioned into the electrostatic field and the fluid-structure interaction (FSI) using the block Gauss-Seidel method. The FSI is split into the pressure field and the other using a projection method, where the intermediate state variables are used for the splitting without generating computationally expensive Schur complement matrices. The developed finite element analysis is applied for a micro cantilever beam actuated by the step electrostatic force in vacuum and air. It was demonstrated from the comparisons among the numerical and experimental results that the proposed analyses provide the results consistent with the experimental results. It follows from the present results that the numerical analyses taking into account the interaction of the structural, fluidic and electrostatic fields are required for the accurate predictions of the vibration characteristics of the MEMS structural components. © 2013 The Japan Society of Mechanical Engineers.

    DOI: 10.1299/kikaia.79.1291

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84885225030&origin=inward

  • Consistent projection method for fluid-structure interaction 査読有り

    Ishihara D., Horie T.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A ( 一般社団法人 日本機械学会 )   79 ( 804 )   1161 - 1170   2013年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this study a consistent projection method for the fluid-structure interaction (FSI) was proposed. The intermediate state variables were used to split the monolithic equation system into the equilibrium equations and the pressure Poisson equation (PPE). The incompressibility constraint is asymptotically satisfied by solving the proposed PPE in the iterative solution procedure under the asymptotic agreement of the intermediate velocity with the velocity. Therefore the proposed method is consistent with the monolithic method. The performance of the present method was demonstrated using a channel, which is one of typical test problems, and a flexible wing flapping in the closed fluid domain with the comparable fluid and structural densities. © 2013 The Japan Society of Mechanical Engineers.

    DOI: 10.1299/kikaia.79.1161

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84885219667&origin=inward

  • Finite element analysis for interaction problems of structure, fluid and electrostatic field in micro cantilever beams 招待有り 査読有り

    Daisuke Ishihara, Tomoyoshi Horie, Tomoya Niho, Akiyoshi Baba

    Proceedings of KSME-JSME Joint Symposium on CM & CAE 2012   255 - 260   2012年09月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Japan   Kanazawa   2012年09月09日  -  2012年09月12日

  • 流体構造連成によって生じるハエ目の受動的ピッチング運動の動力学的相似実験による評価(共著) 査読有り

    石原大輔, 吉田翔太郎, 志村高規, 堀江知義, 二保知也

    日本機械学会論文集B編   78 ( 786 )   300 - 310   2012年02月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    DOI: 10.1299/kikaib.78.300

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  • MEMSにおける構造‐流体‐静電界連成現象の汎用連成シミュレーション手法の開発 招待有り

    石原大輔,馬場昭好

    財団法人カシオ科学振興財団平成22年度年報   2 - 80-81   2010年08月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • A Three-Dimensional Computational Study on the Fluid-Structure Interaction Cause of Wing Pitch Changes in Insect Flapping Flight 査読有り

    Daisuke Ishihara,Tomoyoshi Horie,Tomoya Niho

    Proceedings of the 9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics   27 - 28   2010年07月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Australia   Sydney   2010年07月19日  -  2010年07月23日

  • Parallel Monolithic Approach for Shell-Fluid Interaction Analysis of Flapping Flexible Wing 招待有り 査読有り

    Daisuke Ishihara,Tomoyoshi Horie,Tomoya Niho

    Proceedings of 4th Korea-Japan COSEIK-JSCES Workshop on Computational Engineering   26 - 27   2010年05月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    2010年05月28日  -  2010年05月28日

  • A study on the passive pitching and lift generation in crane-fly's flight 査読有り

    Ishihara D., Yamashita Y., Horie T., Niho T.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B ( 社団法人日本機械学会 )   76 ( 764 )   601 - 607   2010年04月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this study, we evaluated the lift force generated by the crane-fly's flapping wing with the passive pitching using the dynamically scaled model. Since the wing and the surrounding fluid interact with each other, the dynamic similarity between the model and actual crane-fly flights was measured using not only the Reynolds and Strouhal numbers but also the mass and Cauchy numbers. Although there existed the difference between the mass number due to the constant acceleration of the gravity, but the lift coefficient simulated by our model indicated that the flapping wing with the passive pitching produces the enough lift force to support the crane-fly's weight.

    DOI: 10.1299/kikaib.76.764_601

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  • Finite Element Analysis for Coupled Problems of Structure, Fluid and Electrostatic Field in Micro Cantilever Beam 招待有り 査読有り

    Daisuke Ishihara,Tomoyoshi Horie,Tomoya Niho,Akiyoshi Baba

    2nd International Workshops on Advances in Computational Mechanics   1 - 121   2010年03月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Yokohama   2010年03月29日  -  2010年03月31日

  • Passive maintenance of high angle of attack and its lift generation during flapping translation in crane fly wing 査読有り

    Ishihara D., Yamashita Y., Horie T., Yoshida S., Niho T.

    Journal of Experimental Biology   212 ( 23 )   3882 - 3891   2009年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    We have studied the passive maintenance of high angle of attack and its lift generation during the crane fly's flapping translation using a dynamically scaled model. Since the wing and the surrounding fluid interact with each other, the dynamic similarity between the model flight and actual insect flight was measured using not only the non-dimensional numbers for the fluid (the Reynolds and Strouhal numbers) but also those for the fluid-structure interaction (the mass and Cauchy numbers). A difference was observed between the mass number of the model and that of the actual insect because of the limitation of available solid materials. However, the dynamic similarity during the flapping translation was not much affected by the mass number since the inertial force during the flapping translation is not dominant because of the small acceleration. In our model flight, a high angle of attack of the wing was maintained passively during the flapping translation and the wing generated sufficient lift force to support the insect weight The mechanism of the maintenance is the equilibrium between the elastic reaction force resulting from the wing torsion and the fluid dynamic pressure. Our model wing rotated quickly at the stroke reversal in spite of the reduced inertial effect of the wing mass compared with that of the actual insect This result could be explained by the added mass from the surrounding fluid. Our results suggest that the pitching motion can be passive in the crane fly's flapping flight.

    DOI: 10.1242/jeb.030684

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=70449726645&origin=inward

  • A two-dimensional computational study on the fluid-structure interaction cause of wing pitch changes in dipteran flapping flight 査読有り

    Ishihara D., Horie T., Denda M.

    Journal of Experimental Biology   212 ( 1 )   1 - 10   2009年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this study, the passive pitching due to wing torsional flexibility and its lift generation in dipteran flight were investigated using (a) the non-linear finite element method for the fluid-structure interaction, which analyzes the precise motions of the passive pitching of the wing interacting with the surrounding fluid flow, (b) the fluid-structure interaction similarity law, which characterizes insect flight, (c) the lumped torsional flexibility model as a simplified dipteran wing, and (d) the analytical wing model, which explains the characteristics of the passive pitching motion in the simulation. Given sinusoidal flapping with a frequency below the natural frequency of the wing torsion, the resulting passive pitching in the steady state, under fluid damping, is approximately sinusoidal with the advanced phase shift. We demonstrate that the generated lift can support the weight of some Diptera.

    DOI: 10.1242/jeb.020404

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  • Incremental formulation of pressure based method for fluid-rigid body interaction using intermediate variable and its verification 査読有り

    Ishihara D., Matsumoto J.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B   74 ( 12 )   2419 - 2425   2008年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this paper, an incremental formulation of pressure based method for fluid-rigid body interaction using intermediate variable is presented. The present method is based on the method proposed by Matsumoto and Kawahara in previous studies. In their method, the pressure Poisson equation equivalent to the incompressibility constraint is derived by using the intermediate fluid velocity and the approximation of enough small error between the intermediate fluid velocity and the fluid velocity. In the present method, all terms appear in the coupled equation system are evaluated in the same time instant, and unknown variables are solved incrementally by iterative solution procedure in each time step so as to satisfy the coupled equation system defined in the time instant. The present formulation is required when structural nonlinearity such as large deformation should be considered. The present method is applied for the free vibration of a rigid circular cylinder in a quiescent fluid to verify its performance.

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  • Development of strongly coupled method for interaction of structure, incompressible viscous fluid and electrostatic field (1st report, rigid body approximation of structure) 査読有り

    Ishihara D., Kubota A., Horie T., Niho T., Yoshimura S.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A   74 ( 8 )   1068 - 1075   2008年08月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this paper, a strongly coupled method for interaction of rigid body, incompressible viscous fluid and electrostatic field is developed. The present method is composed of monolithic and partitioned methods. The former solves structure-fluid interaction and the later solves interaction of electrostatic field and the other fields. The difference between the present method and conventional method is the introduction of the iterative solution procedure in the partitioned method. To demonstrate the fundamental performances of the present method, it is applied to simulate a micro membrane actuated by electrostatic force situated in air. The present result agrees well with the theoretical solution when the displacement of the rigid body is small. We also comfirm that the iterative solution procedure makes the present method to be the strongly coupled method through the numerical example.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=55349137053&origin=inward

  • Efficient Parallel Analysis of Shell-fluid Interaction Problem by Using Monolithic Method Based on Consistent Pressure Poisson Equation 招待有り 査読有り

    Daisuke Ishihara,Shigeo Kanei,Shinobu Yoshimura,Tomoyoshi Horie

    Journal of Computational Science and Technology   2 ( 1 )   185 - 196   2008年06月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    主要雑誌 代表的研究業績

  • Efficient parallel analysis of shell-fluid interaction problem by monolithic method based on consistent pressure poisson equation 査読有り

    Ishihara D., Kanei S., Yoshimura S., Horie T.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A   73 ( 1 )   34 - 41   2007年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this paper, a parallel monolithic method for shell-fluid interaction based on the consistent Pressure Poisson Equation (PFE) is developed and its parallel computational efficiency is demonstrated. The previous and present studies show that iterative solvers without preconditioning work well to solve the PPE, even though the coefficient matrix of the original linearized coupled equations becomes to be ill-conditioned. As a consequence, combining with the iterative solvers without preconditioning parallelized based on the mesh decomposition, the developed method can archive efficient parallel computation. To demonstrate the performances of the developed method, it is applied to simulate the vibration of an elastic plate situated in the wake of a rectangular cylinder and a flapping elastic wing in fluid.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=34248549109&origin=inward

  • Development of monolithic method for shell-fluid interaction based on consistent pressure poisson equation 査読有り

    Ishihara D., Kanei S., Horie T.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A   72 ( 4 )   377 - 384   2006年07月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper describes an efficient monolithic method for shell-fluid interaction problems based on the fluid pressure Poisson equation (PPE). The PPE is derived so as to be consistent with the coupled equation system for the shell-fluid interaction. In the proposed method, the fluid pressure is derived implicitly so as to satisfy the incompressibility. constraint and all the other unknown variables except those for the shell are derived explicitly. The coefficient matrix of the PPE is well-conditioned even if the structure is very stiff or heavy compared to the fluid, and even if the ill-conditioned submatrix is generated due to the shell elements. These characteristics are successfully utilized to combine the proposed method with the standard conjugate gradient method. To demonstrate fundamental perfermances of the proposed method, it is applied to evaluate the vibration characteristics of a thin elastic cantilever plate in a quiescent fluid.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=33745803182&origin=inward

  • Fluid-structure interaction modeling of insect flight (1st report, investigation of automatic wing rotation and lift force generation by two-dimensional numerical analysis) 査読有り

    Ishihara D., Horie T.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B   72 ( 6 )   1410 - 1417   2006年06月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    In this paper, a novel insect flight model based on fluid-structure interaction is proposed. Incorporating the high compliance of the wing base, which is observed in Diptera, the proposed model can express the automatic control of the wing rotation via fluid-structure interaction and can generate the adequate aerodynamic forces for the insect flight. The fluid-structure interaction is simulated by a monolithic method based on the finite element method. The result given by the proposed model is investigated by comparison with experimental results of the dynamically scaled model of the fruit fly given by Dickinson et al.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=33748313063&origin=inward

  • 高性能演算サーバーによる並列流体構造連成解析 招待有り

    石原 大輔

    九州大学情報基盤センター広報   6 ( 2 )   43 - 46   2006年04月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)

  • A monolithic approach for interaction of incompressible viscous fluid and an elastic body based on fluid pressure Poisson equation 査読有り

    Ishihara D., Yoshimura S.

    International Journal for Numerical Methods in Engineering   64 ( 2 )   167 - 203   2005年09月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper describes a new monolithic approach based on the fluid pressure Poisson equation (PPE) to solve an interaction problem of incompressible viscous fluid and an elastic body. The PPE is derived so as to be consistent with the coupled equation system for the fluid-structure interaction (FSI). Based on this approach, we develop two kinds of efficient monolithic methods. In both methods, the fluid pressure is derived implicitly so as to satisfy the incompressibility constraint, and all other unknown variables are derived fully explicitly or partially explicitly. The coefficient matrix of the PPE for the FSI becomes symmetric and positive definite and its condition is insensitive to inhomogeneity of material properties. The arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method is employed for the fluid part in order to take into account the deformable fluid-structure interface, To demonstrate fundamental performances of the proposed approach, the developed two monolithic methods are applied to evaluate the added mass and the added damping of a circular cylinder as well as to simulate the vibration of a rectangular cylinder induced by vortex shedding. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

    DOI: 10.1002/nme.1348

    Scopus

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=24944444777&origin=inward

  • Monolithic approach for fluid-structure interaction based on consistent pressure poisson equation 査読有り

    Ishihara D., Yoshimura S.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B ( 一般社団法人 日本機械学会 )   71 ( 706 )   1565 - 1572   2005年06月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper describes a new monolithic approach based on the Pressure Poisson Equation (PPE) I to solve interaction problems of incompressible viscous fluid and an'elastic body. The PPE is derived I so as to be consistent with the coupled equation system for the fluid-structure interaction (FSI). Based on this approach, we develop two efficient monolithic methods. In both methods, the fluid pressure is derived implicitly so as to satisfy the incompressibility constraint and all the other unknown variables are derived fully explicitly or partially explicitly. The coefficient matrix of the PPE for the FSI has characteristics of (a) symmetric and positive definite feature, (b) reduction of degrees of freedoms to be solved, and (c) less dependence of the condition on material properties. The arbitrary Lagrangian-Eulerian method is employed for the fluid to take into account the deformable fluid-structure interface. To demonstrate fundamental performances of the proposed approach, the developed two monolithic methods are applied to simulate the vibration of a rectangular cylinder induced by vortex shedding.

    DOI: 10.1299/kikaib.71.1565

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    CiNii Article

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  • A Monolithic Method for Fluid-shell Interaction Based on Consistent Pressure Poisson Equation 査読有り

    Daisuke Ishihara,Tomoyoshi Horie

    Proceedings of the First International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering (CD-ROM)   2005年05月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

    ギリシャ   Santorini   2005年05月  -  2005年05月

    主要論文集(会議)

  • Development of strong coupling method considering non-conforming mesh on fluid-structure interface (1st report, verification of method) 査読有り

    Ishihara D., Horie T.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B ( 一般社団法人 日本機械学会 )   71 ( 705 )   1346 - 1353   2005年05月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper describes a strong coupling method considering non-conforming mesh on fluid-structure interface. In the present method, a transformation matrix derived from the geometrical relations between non-conforming fluid and structural meshes on fluid-structure interface is directly combined with the formulation of the strong coupling method to satisfy the compatibility and equilibirium conditions on fluid-structure interface. The conjugate gradient method is applied to solve the derived coupled equation system by introducing the consistent pressure Poisson equation. To verify basic characteristics of the proposed method, it is applied for free vibration of a cylinder in quiescent fluid. The added mass and damping coefficients derived by the present method agree well with those by other researchers.

    DOI: 10.1299/kikaib.71.1346

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    CiNii Article

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  • Efficient strong coupling method for fluid-structure interaction based on explicit method for structure and semi-implicit method for fluid 査読有り

    Ishihara D.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B ( 一般社団法人 日本機械学会 )   70 ( 700 )   3098 - 3105   2004年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper describes an efficient strong coupling method for fluid-structure interaction based on the explicit method for structure and the semi-implicit method for fluid. The solution process of fluid-structure interation system is divided into that of fluid and structure, which is independent to each other except data transfer of the fluid-structure interface. Some existing codes with small modification can be utilized to realize the above two solution processes. Note that the time increment is restricted by the Courant's and diffusive number conditions. The method is applied to solve a loaded cantilever in a flow channel under some conditions. Through the numerical results, characteristics of the method are compared to those of a strong coupling and a weak coupling method.

    DOI: 10.1299/kikaib.70.3098

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    CiNii Article

    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=15544369797&origin=inward

  • オブジェクト指向に基づく構造設計用統合化CAEシステムとマイクロマシン構造設計への適用 査読有り

    吉村忍,石原大輔

    日本設計工学会論文集   39 ( 11 )   584 - 593   2004年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

  • マイクロマシンの計算力学シミュレーション 査読有り

    吉村忍,石原大輔

    機械の研究   55 ( 11 )   1109 - 1118   2003年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

  • Parallel multi-steps strong coupling method for interaction of incompressible viscous fluid and an elastic body 査読有り

    Ishihara D., Yoshimura S., Yagawa G.

    Computational Fluid and Solid Mechanics 2003   1373 - 1376   2003年06月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    © 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. This paper describes a parallel strong coupling method for interaction of incompressible viscous fluid and an elastic body. The method is based on a multi-steps strong coupling method proposed by authors, which can employ a conjugate gradient (CG) method to solve the simultaneous equation system. Using the domain decomposition method with the element-by-element approach, the CG algorithm in the method is parallelized. To demonstrate the accuracy and parallel efficiency of the method, it is applied to the problem of vibrating behavior of an impacted cantilever beam in water. The method is implemented on PC-cluster system. The accuracy of the result and parallel efficiency are discussed.

    DOI: 10.1016/B978-008044046-0.50336-5

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84941636195&origin=inward

  • Design window search using continuous evolutionary algorithm and clustering - Its application to shape design of microelectrostatic actuator 査読有り

    Ishihara D., Jeong M., Yoshimura S., Yagawa G.

    Computers and Structures   80 ( 31 )   2469 - 2481   2002年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper describes a search method for multi-dimensional design window (DW), which is defined as an existing area of satisfactory solutions in a design parameter space. The method consists of the following two steps: (1) direct search for satisfactory design solutions using a continuous evolutionary algorithm (CEA) from a wide area of the design parameter space in a robust manner, and (2) identification of a precise structure of DW by clustering the detected satisfactory solutions with a modified K-means algorithm. The CEA is a kind of genetic algorithms modified to deal with continuous variables. The modified K-means clustering algorithm contains an explicit procedure to determine the optimum number of clusters. The proposed DW search method was implemented to an integrated computational aided engineering system for multi-disciplinary structural design developed by the authors, and then the method was applied to shape design of a microelectrostatic actuator for next generation high-density optical memory. A DW consisting of four clusters, i.e. four sub-DWs was obtained, and the features of the representative design solutions of the four sub-DWs were compared with each other in detail, and a final design solution was determined. © 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0045-7949(02)00293-6

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0036893707&origin=inward

  • Multi-step strong coupling method for interaction of incompressible viscous flow and an elastic body 査読有り

    Ishihara D., Yoshimura S., Yagawa G.

    Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B   68 ( 673 )   2451 - 2459   2002年09月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper describes a multi-step strong coupling method to analyze an equation system of incompressible viscous fluid and an elastic body. The procedure is derived based on the following techniques; (a) sub-structuring, (b) velocity-pressure splitting, and (c) time integration of Newmark's family. Only simultaneous equations with well-defined symmetric matrices are solved in the method. To demonstrate fundamental performance of the method, it is applied to solve an impacted beam in fluid. The result shows good agreement with a previous work.

    DOI: 10.1299/kikaib.68.2451

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0036764258&origin=inward

  • Multi-steps strong coupling method for interaction of incompressible viscous fluid and an elastic body 査読有り

    Daisuke ISHIHARA,Shinobu YOSHIMURA,Genki YAGAWA

    Proceedings of Fifth World Congress on Computational Mechanics (http://wccm.tuwien.ac.at/)   2002年07月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Austria   Vienna   2002年07月07日  -  2002年07月12日

    主要論文集(会議)

  • Structural design of micro electrostatic acutuator for optical memory using design windows searching method 査読有り

    Ishihara D., Jeong M., Yoshimura S., Yagawa G., Kim Y.

    2001 International Conference on Modeling and Simulation of Microsystems - MSM 2001   157 - 160   2001年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    For satisfactory design of micromachines, this paper describes a search method for a multi-dimensional design window (DW), which is defined as an area of satisfactory solutions in a feasible design parameter space. The method consists of the following two steps: (1) direct search for satisfactory design solutions using continuous evolutionary algorithm (CEA, a kind of E A), and (2) identification of DWs from the solutions using a modified K-means clustering algorithm. The obtained DWs are expected to give engineers useful information to understand a design problem, and, further, give them new ideas of design. To demonstrate practical performance of the proposed method, it was applied to a shape design of micro electrostatic actuator for optical memory.

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=6344264005&origin=inward

  • Shape Design of Micro Electrostatic Actuator using Multidimensional Design Windows 査読有り

    M.J.Jeong,Y.J.Kim,D.Ishihara,S.Yoshimura,G.Yagawa

    Transactions of the KSME   25 ( 11 )   1796 - 1801   2001年11月

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    記述言語:その他外国語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

  • Automated Search for Multidimensional Design Windows Using Continuous Evolutionary Algorithms and Improved K-means Clustering (It's Application to Shape Design of Micro Electrostatic Actuator for Optical Memory) 査読有り

    Ishihara D., Jeong M., Yoshimura S., Yagawa G., Komoriya H., Kim Y.

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, C Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part C   67 ( 654 )   460 - 468   2001年01月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    This paper proposes an automated search method for multidimensional design window (DW), which is defined as an area of satisfactory design solutions in a design parameter space, using both continuous evolutionary algorithms (CEA) and improved K-means clustering. This method consists of two phases: (a) CEA-based search for satisfactory design solutions in an ill-structured design space, and (b) clustering-based identification of DWs from the solutions. To demonstrate practical performance of the method, it is applied to an automated structural design of micro electrostatic actuator for optical memory. © 2001, The Japan Society of Mechanical Engineers. All rights reserved.

    DOI: 10.1299/kikaic.67.460

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    その他リンク: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85024467023&origin=inward

  • Integrated CAE System for Micromachines-It's Application to MicroElectrostatic Actuator for Optical Memory- 査読有り

    Daisuke ISHIHARA,Min Joong JEONG,Shinobu YOSHIMURA,Genki YAGAWA,Young Jin KIM

    JSST International Conference on Modeling, Control and Computation in Simulation   136 - 141   2000年04月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

    Tokyo   2000年04月  -  2000年04月

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著書

  • 機械工学年鑑2023 3. 計算力学

    萩原 世也, 田中 智行, 今村 太郎, 石原 大輔, 澤田 有弘, 山田 知典, 垂水 竜一, 大森 俊宏, 和田 義孝, 岡田 浩, 濱名 建太郎, 佐藤 一樹, 船本 昭宏, 蜂谷 孝治(共著 ,  範囲: 3.3 マルチフィジクス)

    日本機械学会  2023年07月 

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    記述言語:日本語

  • 機械工学年鑑2022 3. 計算力学

    高野 直樹, 長嶋 利夫, 岩本 薫, 石原 大輔, 山出 吉伸, 飯田 明由, 加藤 千幸, 屋代 如月, 亀尾 佳貴, 野々村 拓, 小石 正隆, 栗本 直規(共著 ,  範囲: 3.4 マルチフィジクス)

    日本機械学会  2022年07月 

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    記述言語:日本語

口頭発表・ポスター発表等

  • 昆虫規範型微小羽ばたき翼の駆動条件最適化による飛行性能向上

    白川 和, Shankar Vinay, 木村 元宣, 石原 大輔

    日本機械学会 第36 回バイオエンジニアリング講演会  2024年05月  日本機械学会

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    開催期間: 2024年05月11日 - 2024年05月12日   記述言語:日本語   開催地:名古屋工業大学  

  • ポリマーマイクロマシニングによる昆虫規範型マイクロ弾性翼の作製可能解

    白川和, 木村元宣, 石原大輔

    日本機械学会 第34回バイオフロンティア講演会  2023年12月  日本機械学会バイオエンジニアリング部門

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    開催期間: 2023年12月16日 - 2023年12月17日   記述言語:日本語   開催地:山口大学常盤キャンパス(宇部市)   国名:日本国  

  • 共振駆動される昆虫規範型微小飛行体の羽ばたき飛行性能評価

    白川和, 石破和弥, 木村元宣, 石原大輔

    第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2023年11月  日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門

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    開催期間: 2023年11月06日 - 2023年11月09日   記述言語:日本語   開催地:熊本城ホール (熊本市)   国名:日本国  

  • 圧電-逆圧電-構造連成現象の動解析における分離反復型解法の収束特性

    日浦巧稀, 岩丸直樹, 相川昇壱, 石原大輔

    日本機械学会 第36回計算力学講演会(CMD2023)  2023年10月  日本機械学会計算力学部門

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    開催期間: 2023年10月25日 - 2023年10月27日   記述言語:日本語   開催地:豊橋商工会議所 (豊橋市)   国名:日本国  

  • Numerical Analysis of Insect Flight Maneuverability Using Feedback Control Model

    Kaede Sugikawa, Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    The 42th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2023年08月  JSST

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    開催期間: 2023年08月29日 - 2023年08月31日   記述言語:英語   開催地:Niigata, Japan   国名:日本国  

  • 流体中で振動する圧電バイモルフにおける流体-構造-圧電-電気回路連成現象 のハイブリッド型強連成解法

    三笘征弘, 野崎隼之介, 石原大輔

    第28回計算工学講演会  2023年05月  日本計算工学会

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    開催期間: 2023年05月31日 - 2023年06月02日   記述言語:日本語   開催地:つくば市,日本   国名:日本国  

  • Fluid-structure interaction model for passive motions in flapping insect wing

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    22nd Computational Fluids Conference CFC2023  2023年01月  The International Association for Computational Mechanics (IACM)

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    開催期間: 2023年04月25日 - 2023年04月28日   記述言語:英語   開催地:カンヌ   国名:フランス共和国  

    Technical Programme consists of 3 Plenary Lectures, 12 Semi-Plenary Lectures, 62 keynote Lectures, 53 Minisymposia, 562 oral presentations, 4 tech talks, namely, 643 presentations overall.

  • FIRST PROTOTYPE OF POLYMER MICROMACHINED FLAPPING WING NANO AIR VEHICLE

    Rashmikant, Ryotaro Suetsugu, Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    The 36th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (IEEE MEMS 2023)   2023年01月  IEEE MEMS

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    開催期間: 2023年01月15日 - 2023年01月19日   記述言語:英語   開催地:ミュンヘン   国名:ドイツ連邦共和国  

  • 昆虫飛行操縦性における流体-翼-胴体連成のフィードバック制御付き分離型解法

    大西 南斗, 石原 大輔

    日本機械学会 第35回計算力学講演会(CMD2022)  2022年11月  日本機械学会計算力学部門

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    開催期間: 2022年11月16日 - 2022年11月18日   記述言語:日本語   開催地:鹿児島(オンライン)   国名:日本国  

  • マイクロ圧電駆動システムの圧電-逆圧電-構造連成現象に対する分離反復型解法

    岩丸 直樹, 相川 昇壱, 大西 南斗, 石原 大輔

    日本機械学会 第35回計算力学講演会(CMD2022)  2022年11月  日本機械学会計算力学部門

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    開催期間: 2022年11月16日 - 2022年11月18日   記述言語:日本語   開催地:鹿児島(オンライン)   国名:日本国  

  • 流体中で振動する圧電バイモルフにおける流体-構造-圧電-回路連成現象の分離 反復型解法

    三笘 征弘, 野崎 駿之介, 石原 大輔

    日本機械学会 第35回計算力学講演会(CMD2022)  2022年11月  日本機械学会計算力学部門

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    開催期間: 2022年11月16日 - 2022年11月18日   記述言語:日本語   開催地:鹿児島(オンライン)   国名:日本国  

  • ポリマー微細加工された昆虫規範型羽ばたき装置による微小翼の共振駆動

    石破 和弥, 末次 亮太郎, 木村 元宣, 大西 南斗, 石原 大輔

    第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2022年11月  日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門

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    開催期間: 2022年11月14日 - 2022年11月16日   記述言語:日本語   開催地:徳島   国名:日本国  

  • ポリマー微細加工による多層中空構造を用いた昆虫規範型飛行体用トランスミッション

    木村 元宣, 末次 亮太郎, 上尾 純平, 石原 大輔

    第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2022年11月  日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門

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    開催期間: 2022年11月14日 - 2022年11月16日   記述言語:日本語   開催地:徳島   国名:日本国  

  • Effect of wing’s mass distribution on the aerodynamic performance in insect flapping wings

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2022年09月  JSST

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    開催期間: 2022年08月31日 - 2022年09月02日   記述言語:英語   開催地:Iizuka, Japan   国名:日本国  

  • Finite element analysis of multilayered flexible piezoelectric energy harvesting devices using strongly coupled structure-piezoelectric-circuit interaction 招待有り

    P.C. Ramegowda, D. Ishihara, R. Takata, N. Takayama, T. Niho, T. Horie

    The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2022年09月  JSST

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    開催期間: 2022年08月31日 - 2022年09月02日   記述言語:英語   開催地:Iizuka, Japan   国名:日本国  

  • Fluid-structure interaction design of the polymer micromachined insect-inspired flapping wings

    Vinay Shankar, Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2022年09月  JSST

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    開催期間: 2022年08月31日 - 2022年09月02日   記述言語:英語   開催地:Iizuka, Japan   国名:日本国  

  • Flight performance evaluation of polymer micromachined flapping-wing nano air vehicle using fluid-structure interaction analysis

    Rashmi Kant, Daisuke Ishihara, Minato Onishi

    The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2022年09月  JSST

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    開催期間: 2022年08月31日 - 2022年09月02日   記述言語:英語   開催地:Iizuka, Japan   国名:日本国  

  • Determination of Resonant Mechanism of Polymer Micromachined Insect Inspired Flapping Device Using Finite Element Modal Analysis

    Kazuya Ishiba, Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2022年09月  JSST

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    開催期間: 2022年08月31日 - 2022年09月02日   記述言語:英語   開催地:Iizuka, Japan   国名:日本国  

  • Partitioned-Monolithic Hybrid Strongly Coupled Method for Structure-Piezoelectric-Circuit Interaction in Piezoelectric Energy Harvesting

    Shunnosuke Nozaki, Daisuke Ishihara, Tomoya Niho

    The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  2022年09月  JSST

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    開催期間: 2022年08月31日 - 2022年09月02日   記述言語:英語   開催地:Iizuka, Japan   国名:日本国  

  • Relative Importance of Aerodynamic and Inertial Forces in Passive Cambering of Insect’s Flapping Wings

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    15th World Congress on Computational Mechanics (WCCM-XV)  2022年08月  IACM, JSCES

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    開催期間: 2022年07月31日 - 2022年08月05日   記述言語:英語   開催地:横浜   国名:日本国  

    Number of minisymposia: 287, Number of abstracts: 2,069 (Asian Pacific: 1,086, Americas: 370, Europe - Middle East - Africa: 613), Number of participants: 2,346 (Asian Pacific: 1,258, Americas: 408, Europe - Middle East - Africa: 680)

  • Fluid-Structure Interaction Design of Insect-Inspired Flapping Wings with 2.5-Dimensional Structure 招待有り

    Daisuke Ishihara, Vinay Shankar, and Minato Onishi

    15th World Congress on Computational Mechanics (WCCM-XV)  2022年08月  IACM, JSCES

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    開催期間: 2022年07月31日 - 2022年08月05日   記述言語:英語   開催地:横浜   国名:日本国  

    Number of minisymposia: 287, Number of abstracts: 2,069 (Asian Pacific: 1,086, Americas: 370, Europe - Middle East - Africa: 613), Number of participants: 2,346 (Asian Pacific: 1,258, Americas: 408, Europe - Middle East - Africa: 680)

  • 圧電エネルギーハーベス ティングにおける構造-圧電-回路連成現象の分 離型-一体型ハイブリッド強連成解法の提案

    野崎隼之介, 石原大輔, 二保 知也

    第27回計算工学講演会  2022年06月  日本計算工学会

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    開催期間: 2022年06月01日 - 2022年06月03日   記述言語:日本語   開催地:秋田市,日本   国名:日本国  

  • 電気機械システムの圧電ー逆圧電ー構造連成現象に対する分離反復型解法に関する研究

    相川 昇壱, 石原 大輔, 熊谷 武尊, 岩丸 直樹, プラカシャ ラメゴウダ, 大西 南斗

    第34 回計算力学講演会(CMD2021)   日本機械学会

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    開催期間: 2021年09月21日 - 2021年09月23日   記述言語:日本語   開催地:札幌・オンライン  

  • 圧電エネルギーハーベスティングにおける 構造‐圧電‐回路相互作用に対する連成アルゴリズムの比較検討

    高山 直人, 石原 大輔

    第34 回計算力学講演会(CMD2021)   日本機械学会

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    開催期間: 2021年09月21日 - 2021年09月23日   記述言語:日本語   開催地:札幌・オンライン  

  • 昆虫羽ばたき翼の空力性能に対する受動的キャンバーの影響

    大西 南斗, 石原 大輔

    第34 回計算力学講演会(CMD2021)   日本機械学会

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    開催期間: 2021年09月21日 - 2021年09月23日   記述言語:日本語   開催地:札幌・オンライン  

  • 誘導加熱による炭素繊維複合材成形のための電磁場・熱伝導連成解析

    二保知也, 中村俊太, 石原大輔, 堀江知義, 神原信幸, 志谷徹

    第34 回計算力学講演会(CMD2021)   2021年09月  日本機械学会

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    開催期間: 2021年09月21日 - 2021年09月23日   記述言語:日本語   開催地:札幌・オンライン   国名:日本国  

  • Comparative study of strongly coupled fluid and structure systems with computational control

    Vinay Shankar, Daisuke Ishihara

    The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2021年09月01日 - 2021年09月03日   記述言語:英語   開催地:Kyoto, Japan  

  • Comparative study on linear and quadratic solid direct-piezoelectric solvers with shell inverse-piezoelectric solver to analyze a thin piezoelectric bimorph device

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara

    The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2021年09月01日 - 2021年09月03日   記述言語:英語   開催地:Kyoto, Japan  

  • Importance of 3-D piezoelectric coupled analysis in evaluation of thin piezoelectric bimorph deformation

    Shoichi Aikawa, Daisuke Ishihara, Naoki Iwamaru, Prakasha Chigahalli Ramegowda

    The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2021年09月01日 - 2021年09月03日   記述言語:英語   開催地:Kyoto, Japan  

  • Comparative study on partitioned iterative algorithms for coupled multiple phenomena in piezoelectric energy harvesters

    Naoto Takayama, Daisuke Ishihara, Prakasha Chigahalli Ramegowda, Shunsuke Nozaki

    The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2021年09月01日 - 2021年09月03日   記述言語:英語   開催地:Kyoto, Japan  

  • Passive motions and aerodynamic performance of insect’s flapping wings simulated using the pixel wing model and the strong coupling method

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2021年09月01日 - 2021年09月03日   記述言語:英語   開催地:Kyoto, Japan  

  • 圧電バイモルフ変形評価における3次元圧電-逆圧電連成解析の重要性

    相川 昇壱, 石原 大輔, 岩丸 直樹, プラカシャ チガハリ ラメゴウダ

    第26回計算工学講演会  日本計算工学会

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    開催期間: 2021年05月26日 - 2021年05月28日   記述言語:英語   開催地:北九州市,日本  

  • 昆虫羽ばたき翼に生じる受動的キャンバーのピクセル翼モデルによる流体構造連成解析

    大西南斗, 石原大輔

    第26回計算工学講演会  日本計算工学会

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    開催期間: 2021年05月26日 - 2021年05月28日   記述言語:英語   開催地:北九州市,日本  

  • 抵抗スポット溶接における引張せん断強度の接触変形・電流・熱伝導3 連成解析

    二保 知也, 金城 喜己, 石原 大輔

    第26回計算工学講演会  日本計算工学会

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    開催期間: 2021年05月26日 - 2021年05月28日   記述言語:英語   開催地:北九州市,日本  

  • 圧電エネルギーハーベスティングの複合・階層的な構造–圧電–電気回路連成現象に対する分離反復型解法の比較検討

    高山 直人, 石原 大輔, プラカシャ チガハリ ラメゴウダ, 野崎 隼之介

    第26回計算工学講演会  日本計算工学会

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    開催期間: 2021年05月26日 - 2021年05月28日   記述言語:英語   開催地:北九州市,日本  

  • Improved Design of Polymer Micromachined Transmission for Flapping Wing Nano Air Vehicle

    Rashmi Kant, Daisuke Ishihara, Ryotaro Suetsugu, Sunao Murakami, Prakasha C. Ramegowda

    The 16th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, NEMS 2021  IEEE

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    開催期間: 2021年04月25日 - 2021年04月29日   記述言語:英語   開催地:Xiamen, China  

  • Hierarchical modeling and finite element analysis of piezoelectric energy harvester from structure-piezoelectric-circuit interaction

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Rei Takata, Tomoyoshi Horie

    14th WCCM-ECCOMAS Congress 2020  IACM

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    開催期間: 2021年01月11日 - 2021年01月15日   記述言語:英語  

  • Polymer Micromachined Transmission for Insect–Inspired Flapping Wing Nano Air Vehicles

    Daisuke Ishihara, Sunao Murakami, Naoto Ohira, Jyunpei Ueo, Masakatsu Takagi, Kohei Urakawa, Tomoyoshi Horie

    2020 IEEE 15th International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular System (NEMS)  IEEE

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    開催期間: 2020年09月27日 - 2020年09月30日   記述言語:英語  

  • Computational control for strongly coupled Piezoelectric-Structure-Interaction

    Vinay Shankar, Daisuke Ishihara, Prakasha Chigahalli Ramegowda, Rei Takata, Tomoyoshi Horie

    The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2019年11月05日 - 2019年11月07日   記述言語:英語   開催地:Miyazaki, Japan  

  • Modeling of cambering in insect’s flapping wings using finite element shell elements

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara,

    The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2019年11月05日 - 2019年11月07日   記述言語:英語   開催地:Miyazaki, Japan  

  • 抵抗スポット溶接の接触変形・電流・熱伝導3 連成解析における変形効果の重要性

    二保知也

    第32回計算力学講演会(CMD2019) 

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    開催期間: 2019年09月16日 - 2019年09月18日   記述言語:日本語  

  • 構造‐圧電‐回路連成現象に対する有限要素解析手法の提案

    高田 黎

    第32回計算力学講演会(CMD2019) 

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    開催期間: 2019年09月16日 - 2019年09月18日   記述言語:日本語  

  • Finite element modeling of flexible piezoelectric energy harvester operating in air

    Prakasha Chigahalli RAMEGOWDA

    第32回計算力学講演会(CMD2019) 

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    開催期間: 2019年09月16日 - 2019年09月18日   記述言語:英語  

  • 昆虫羽ばたき翼に生じるキャンバー生成のピクセルモデリング

    大西 南斗

    第65回理論応用力学講演会・第22回土木学会応用力学シンポジウム 

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    開催期間: 2019年06月28日 - 2019年06月30日   記述言語:日本語   開催地:北海道大学  

  • Triply coupled analysis method for thin flexible piezoelectric bimorph in fluid

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Rei Takata, Tomoya Niho, and Tomoyoshi Horie

    8th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering  ECCOMAS

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    開催期間: 2019年06月03日 - 2019年06月05日   記述言語:英語   開催地:Sitges (Barcelona), Spain  

  • Coupled solid piezoelectric and shell inverse-piezoelectric analysis using partitioned method for thin piezoelectric bimorph with metal layers

    Daisuke Ishihara, Prakasha Chigahalli Ramegowda, Rei Takata, Tomoya Niho, Tomoyoshi Horie

    8th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering  ECCOMAS

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    開催期間: 2019年06月03日 - 2019年06月05日   記述言語:英語   開催地:Sitges (Barcelona), Spain  

  • 薄く柔軟な複合材圧電バイモルフのソリッド圧電‐シェル逆圧電分離反復型解法

    石原大輔, プラカシャ チガハリ ラメゴウダ, 高田黎, 二保 知也, 堀江知義

    第24回計算工学講演会  (一社)日本計算工学会

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    開催期間: 2019年05月29日 - 2019年05月31日   記述言語:日本語   開催地:ソニックシティ(大宮)  

  • 3枚重ね抵抗スポット溶接の構造・電流・熱伝導3 連成現象および接合強度におよぼす鋼板材質・板組の影響

    石原大輔

    第24回計算工学講演会  (一社)日本計算工学会

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    開催期間: 2019年05月29日 - 2019年05月31日   記述言語:日本語   開催地:ソニックシティ(大宮)  

  • A computational study on the fluid-structure interaction mechanism in insect flapping wings

    Daisuke Ishihara

    The International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences 

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    開催期間: 2019年03月25日 - 2019年03月28日   記述言語:英語  

  • 昆虫羽ばたき飛行の操縦性に関する分離型解法の検討

    大西南斗

    第31回計算力学講演会(CMD2018) 

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    開催期間: 2018年11月23日 - 2018年11月25日   記述言語:日本語  

  • 構造シェル要素と電界ソリッド要素を用いた複合材圧電バイモルフの分離反復型解法

    高田黎

    第31回計算力学講演会(CMD2018) 

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    開催期間: 2018年11月23日 - 2018年11月25日   記述言語:日本語  

  • A partition model for the computer simulation of insect flight maneuvers

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

    The 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2018年09月18日 - 2018年09月20日   記述言語:英語   開催地:Muroran, Japan  

  • General scenario of the selective mesh stiffening in the pseudoelastic mesh-moving

    Daisuke Ishihara, Atsushi Goto, Minato Onishi, Tomoya Niho, Horie Tomoyoshi

    The 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology  JSST

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    開催期間: 2018年09月18日 - 2018年09月20日   記述言語:英語   開催地:Muroran, Japan  

  • 昆虫規範型微小飛行体用トランスミッションのポリマーマイクロマシニングと駆動試験

    浦川晃平

    日本機械学会2018 年度年次大会 

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    開催期間: 2018年09月09日 - 2018年09月12日   記述言語:日本語  

  • Fluid-structure and electric interaction analysis of a piezoelectric flap in a channel using a strongly coupled FEM scheme

    Prakasha Chigahalli Ramegowda, Daisuke Ishihara, Rei Takata, Tomoyo Niho, Tomoyoshi Horie

    6th European Conference on Computational Mechanics  ECCOMAS

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    開催期間: 2018年06月11日 - 2018年06月15日   記述言語:英語   開催地:Glasgow, UK  

  • Parallelization of a projection method for fluid-structure interaction

    M. A. Y. A. Bakier

    第23回計算工学講演会  (一社)日本計算工学会

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    開催期間: 2018年06月06日 - 2018年06月08日   記述言語:英語   開催地:ウインクあいち  

  • 抵抗スポット溶接における弾塑性接触変形・電流・熱伝導3連成効果の影響度

    二保知也

    第30回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム  電気学会(産業応用部門)

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    開催期間: 2018年05月23日 - 2018年05月25日   記述言語:日本語   開催地:長野市生涯学習センター, 長野市大字鶴賀問御所町1271-3 TOiGO WEST 4F  

  • 抵抗スポット溶接におよぼす構造・電流・熱伝導3連成効果の影響度

    二保知也

    日本機械学会第30回計算力学講演会(CMD2017) 

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    開催期間: 2017年09月16日 - 2017年09月18日   記述言語:日本語   開催地:大阪  

  • 要素品質に基づくALEメッシュ制御手法の開発

    後藤篤史

    日本機械学会第30回計算力学講演会(CMD2017) 

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    開催期間: 2017年09月16日 - 2017年09月18日   記述言語:日本語   開催地:大阪  

  • 羽ばたき柔軟翼における先端軌跡の流体構造連成による生成に関する数値的検討

    石原大輔

    日本機械学会第30回計算力学講演会(CMD2017) 

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    開催期間: 2017年09月16日 - 2017年09月18日   記述言語:日本語   開催地:大阪  

  • 昆虫規範型MEMS翼に対する流体構造連成デザインアプローチ

    石原大輔

    第64回理論応用力学講演会 

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    開催期間: 2017年08月22日 - 2017年08月24日   記述言語:日本語   開催地:機械振興会館  

  • 抵抗スポット溶接解析における構造・電流・熱伝導3連成モデルおよび微視接触電気抵抗解析モデルの検討

    二保知也

    第64回理論応用力学講演会 

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    開催期間: 2017年08月22日 - 2017年08月24日   記述言語:日本語   開催地:機械振興会館  

  • Strongly coupled finite element analysis of electric-structure-fluid interaction in MEMS

    Prakasha Chigahalli Ramegowda

    第64回理論応用力学講演会 

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    開催期間: 2017年08月22日 - 2017年08月24日   記述言語:英語   開催地:機械振興会館  

  • 表面マイクロマシニングに基づく昆虫規範型マイクロ飛行体の試作

    高木方勝

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム  日本AEM学会

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    開催期間: 2017年05月18日 - 2017年05月19日   記述言語:日本語   開催地:倉敷  

  • MEMS技術に基づく微小羽ばたき翼の変位変換システムの設計と試作

    大平直人

    日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会  日本機械学会

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    開催期間: 2017年01月19日 - 2017年01月20日   記述言語:日本語   開催地:ウィングあいち  

  • 昆虫翼の受動的ピッチング運動に対する周波数比の影響

    石原大輔

    日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016) 

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    開催期間: 2016年09月22日 - 2016年09月24日   記述言語:日本語   開催地:名古屋  

  • 非線形有限要素解析による昆虫翼構造力学モデルの提案と検討

    横田順

    日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016) 

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    開催期間: 2016年09月22日 - 2016年09月24日   記述言語:日本語   開催地:名古屋  

  • 抵抗スポット溶接に生じる構造・電流・熱3連成現象の検討および溶接条件の設定

    林尚毅

    日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016) 

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    開催期間: 2016年09月22日 - 2016年09月24日   記述言語:日本語   開催地:名古屋  

  • 昆虫模倣翼のMEMSプロセスによる試作とその性能評価

    荒木正輝

    第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム  日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門主催

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    開催期間: 2015年10月28日 - 2015年10月30日   記述言語:日本語   開催地:新潟コンベンションセンター  

  • 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチングに対する流体構造連成解析

    石原大輔

    日本機械学会第28回計算力学講演会(CMD2015) 

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    開催期間: 2015年10月10日 - 2015年10月12日   記述言語:日本語   開催地:横浜  

  • 流体構造連成相似実験の計算による補完と昆虫飛行解析への適用

    石原大輔

    日本機械学会第27回計算力学講演会(CMD2014) 

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    開催期間: 2014年11月22日 - 2014年11月24日   記述言語:日本語   開催地:岩手盛岡  

  • 相補的な計算と相似模型実験を用いた流体構造連成シミュレーション

    石原大輔

    第63回理論応用力学講演会 

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    開催期間: 2014年09月26日 - 2014年09月28日   記述言語:日本語   開催地:東京  

  • 昆虫羽ばたき翼の受動的ピッチング運動における空気減衰の数値的検討

    石原大輔

    日本機械学会2014年度年次大会講演論文集 

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    開催期間: 2014年09月07日 - 2014年09月10日   記述言語:日本語   開催地:東京  

  • 流体構造連成相似則に基づく昆虫羽ばたき翼の解析

    石原大輔

    日本実験力学会2014年度年次講演会論文集 

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    開催期間: 2014年08月28日 - 2014年08月30日   記述言語:日本語   開催地:姫路  

  • MEMS構造要素の振動解析における入力データと連成効果の同定

    石原大輔

    計算工学講演会論文集 

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    開催期間: 2014年06月11日 - 2014年06月13日   記述言語:日本語   開催地:広島  

  • 空気中で静電駆動されるマイクロ片持ちはりにおける連成効果

    石原大輔

    第26回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集 

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    開催期間: 2014年05月21日 - 2014年05月23日   記述言語:日本語   開催地:盛岡  

  • 非圧縮性粘性流体‐弾性体連成のプロジェクション解法に関する性能評価

    石原大輔, 堀江知義

    日本機械学会第26回計算力学講演会 

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    開催期間: 2013年11月02日 - 2013年11月04日   記述言語:日本語   開催地:佐賀市  

  • MEMS構造要素における構造‐流体‐静電界連成現象の有限要素解析

    石原大輔, 堀江知義, 二保知也, 馬場昭好

    日本機械学会第26回計算力学講演会 

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    開催期間: 2013年11月02日 - 2013年11月04日   記述言語:日本語   開催地:佐賀市  

  • 昆虫羽ばたき飛行における流体付加質量効果の数値的検討

    石原大輔

    日本機械学会2013年度年次大会講演論文集 

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    開催期間: 2013年09月08日 - 2013年09月11日   記述言語:日本語   開催地:岡山  

  • 数値流体構造連成解析とスケール拡大模型実験を用いた昆虫飛行解析

    本人

    第242回材料力学談話会 

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    開催期間: 2010年11月01日   記述言語:日本語   開催地:日本 大阪  

  • 流体構造連成を考慮したスケール拡大モデルによるハエ目の受動的ピッチング運動に関する研究

    吉田翔太郎

    2010年度年次大会講演論文集 

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    開催期間: 2010年09月05日 - 2010年09月08日   記述言語:日本語   開催地:日本 名古屋  

  • 流体構造連成相似則に基づくスケール拡大模型実験を用いた昆虫飛行の力学的解析

    志村高規

    日本実験力学会講演論文集 2010年度年次講演会 

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    開催期間: 2010年08月17日 - 2010年08月19日   記述言語:日本語   開催地:日本 長崎  

  • 昆虫羽ばたき飛行における流体構造連成現象の3次元数値的検討

    本人

    計算工学講演会論文集 

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    開催期間: 2010年05月26日 - 2010年05月28日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • マイクロ片持ちはりにおける構造‐流体‐静電界連成問題の有限要素解析

    本人

    計算工学講演会論文集 

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    開催期間: 2010年05月26日 - 2010年05月28日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • ハエ目の飛行における受動的ピッチング運動と揚力発生に関する研究

    本人

    2009年度年次大会講演論文集 

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    開催期間: 2009年09月13日 - 2009年09月16日   記述言語:日本語   開催地:日本 岩手  

  • 流体構造連成により引き起こされる昆虫羽ばたき飛行のピッチング運動に関する3次元数値的研究

    本人

    日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集 

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    開催期間: 2009年04月   記述言語:日本語   開催地:日本 名古屋  

  • 昆虫羽ばたき飛行の受動的ピッチング運動と揚力の動力学的スケール拡大モデルを用いた評価

    本人

    日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集 

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    開催期間: 2009年04月   記述言語:日本語   開催地:日本 名古屋  

  • マイクロ片持ちはりの振動における構造-流体-静電界連成効果に関する研究

    情報システム専攻 小田慎悟

    日本機械学会九州支部講演論文集 

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    開催期間: 2009年03月18日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • 昆虫翼運動の動力学的特性に関する実験的研究

    情報システム専攻 吉田教邦

    日本機械学会九州支部講演論文集 

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    開催期間: 2009年03月18日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • 動力学的相似モデルによる昆虫はばたき飛行の実験的研究

    情報システム専攻 山下佑

    日本機械学会九州支部講演論文集 

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    開催期間: 2009年03月18日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • Shell構造に対応した静電界解析手法の精度向上と連成解析への適用

    田中勇一,機械システム専攻

    日本機械学会九州学生会第40回卒業研究発表講演会 

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    開催期間: 2009年03月09日   記述言語:日本語   開催地:日本 飯塚市  

  • マイクロ片持ちはりの構造‐流体‐静電界連成現象を考慮した振動特性に関する研究

    八尋慶太,機械システム専攻

    日本機械学会九州学生会第40回卒業研究発表講演会 

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    開催期間: 2009年03月09日   記述言語:日本語   開催地:日本 飯塚市  

  • 流体構造連成相似実験による昆虫はばたき飛行の揚力評価

    吉田翔太郎,機械システム専攻

    日本機械学会九州学生会第40回卒業研究発表講演会 

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    開催期間: 2009年03月09日   記述言語:日本語   開催地:日本 飯塚市  

  • マイクロマシンのシェル構造-流体-静電界強連成解析手法の開発

    情報システム専攻,元岡浩一

    第21回計算力学講演会 

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    開催期間: 2008年11月01日 - 2008年11月03日   記述言語:日本語   開催地:日本 沖縄  

  • 流体構造連成の動力学的相似則に関する数値的研究

    本人

    第21回計算力学講演会 

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    開催期間: 2008年11月01日 - 2008年11月03日   記述言語:日本語   開催地:日本 沖縄  

  • 中間変数による圧力ベース流体構造連成解法の増分型定式化とシェル流体連成への適用

    機械システム専攻,山口新吾

    第20回計算力学講演会公園論文集 

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    開催期間: 2007年11月26日 - 2007年11月28日   記述言語:日本語   開催地:日本 京都  

  • 昆虫飛行の流体構造連成メカニズムに関する研究

    井上和也

    No.07-1 日本機械学会2007年度年次大会講演論文集(6) 

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    開催期間: 2007年09月09日 - 2007年09月12日   記述言語:日本語   開催地:日本 大阪府吹田市  

  • 双翅目の羽ばたき飛行における流体構造連成に基づく翼の自動的回転に関する計算力学的検討

    本人

    日本機械学会第19回計算力学講演会講演論文集 

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    開催期間: 2006年11月03日 - 2006年11月05日   記述言語:日本語   開催地:日本 名古屋  

  • マイクロマシンにおける構造-流体-静電界連成の一体型-分離型ハイブリッド解法に関する検討

    本人

    日本機械学会第19回計算力学講演会講演論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2006年11月03日 - 2006年11月05日   記述言語:日本語   開催地:日本 名古屋  

  • 有限要素法による昆虫羽ばたき飛行の並列流体構造連成解析

    本人

    先駆的科学計算に関するフォーラム2006~POWERが導く現在と未来~ 

     詳細を見る

    開催期間: 2006年08月22日 - 2006年08月23日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • A parallel monolithic analysis for fluid-structure interaction in a flapping insect wing

    本人

    7th World Congress on Computational Mechanics 

     詳細を見る

    開催期間: 2006年07月16日 - 2006年07月22日   記述言語:英語   開催地: USA California  

  • 一体型解法による弾性はばたき翼の大規模流体構造連成解析

    本人

    日本計算工学会講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2006年06月12日 - 2006年06月14日   記述言語:日本語   開催地:日本 大阪  

  • マイクロ構造における構造‐流体‐静電界連成の連成解析手法に関する検討

    本人

    計算工学会講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2006年06月12日 - 2006年06月14日   記述言語:日本語   開催地:日本 大阪  

  • 高性能演算サーバーによる並列流体構造連成解析

    本人

    高性能演算サーバーセミナー 

     詳細を見る

    開催期間: 2006年05月26日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • 高性能演算サーバーによる並列流体/流体構造連成解析

    本人

    高性能演算サーバーセミナー 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年05月12日   記述言語:日本語   開催地: 福岡  

  • 整合圧力ポアソン方程式に基づくシェル流体強連成解法の並列化

    本人

    計算工学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年05月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 昆虫ホバリング飛行の有限要素流れ解析

    本人

    計算工学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年05月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 有限要素法によるマイクロマシンの構造-静電界-流体連成解析

    本人

    第17回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年04月   記述言語:日本語   開催地:日本 高知  

  • 流体構造境界面におけるメッシュ不整合を考慮した一体型解法の開発

    本人

    第18回計算力学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年04月   記述言語:日本語   開催地:日本 つくば  

  • 昆虫翼運動と揚力の関係に対する流体構造連成効果の検討

    本人

    第18回計算力学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年04月   記述言語:日本語   開催地:日本 つくば  

  • 自動的な翼の回転を考慮した昆虫飛行モデルとその2次元流体構造連成解析による検討

    本人

    第19回数値流体力学シンポジウム講演要旨集 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年04月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 整合圧力ポアソン方程式に基づくシェル流体強連成解法の数理的性質

    本人

    第58期日本機械学会九州支部総会・講演会 

     詳細を見る

    開催期間: 2005年03月11日   記述言語:日本語   開催地:日本 福岡  

  • MEMS構造要素における構造,流体,静電連成現象の有限要素解析

    本人

    日本機械学会第14回計算力学講演会論文集 

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    開催期間: 2004年11月   記述言語:日本語  

  • 整合圧力ポアソン方程式に基づくシェル-流体強連成解法の開発

    本人

    日本機械学会第17回計算力学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2004年11月   記述言語:日本語   開催地:日本 仙台  

  • イオン導電性高分子・金属複合材変形挙動の電気応答・シェル構造解析

    情報システム専攻

    日本機械学会第17回計算力学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2004年11月   記述言語:日本語   開催地:日本 仙台  

  • 構造陽解法と流体準陽解法に基づく効率的流体構造強連成解法

    本人

    計算工学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2004年05月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • Parallel Multi-steps Strong Coupling Method for Interaction of Incompressible Viscous Fluid and an Elastic Body with finite deformation

    東京大学 吉村忍

    Proceedings of the 7th US National Congress on Computational Mechanics 

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    開催期間: 2003年07月   記述言語:英語   開催地: USA Albuquerque  

  • 非圧縮性粘性流体と有限変形弾性体の大規模並列連成解析

    本人

    計算工学講演会論文集 

     詳細を見る

    開催期間: 2003年05月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 多段階流体構造強連成解法の数理的性質

    本人

    日本応用数理学会2002年度年会論文集 

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    開催期間: 2002年09月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 流体構造連成現象のための大規模並列強連成解法

    本人

    第15回計算力学講演会論文集 

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    開催期間: 2002年09月   記述言語:日本語   開催地:日本 鹿児島  

  • 非圧縮性粘性流体-弾性体相互作用系の多段階強連成解法

    本人

    第7回日本計算工学会講演会論文集 

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    開催期間: 2002年05月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 非圧縮性粘性流体-弾性体相互作用のコンシステント分離反復解法

    本人

    第51回理論応用力学講演会論文 

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    開催期間: 2002年01月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 多目的設計解のクラスタリングとその可視化

    東京大学大学院 鄭王民仲

    第14回計算力学講演会論文集 

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    開催期間: 2001年11月   記述言語:日本語   開催地:日本 札幌  

  • マイクロマシン挙動評価のための黒板アーキテクチャに基づく弱連成解析フレームワーク

    本人

    日本機械学会2000年度年次大会論文集 

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    開催期間: 2000年08月   記述言語:日本語   開催地:日本 名古屋  

  • 進化的アルゴリズムとクラスタリングの連成による多次元デザインウィンドウ自動探索

    本人

    日本機械学会第4回最適化シンポジウム講演会論文集 

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    開催期間: 2000年04月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • 光メモリ用マイクロマシンの自動構造設計-流体構造連成効果を考慮した統合型CAEシステムの適用-

    本人

    日本機械学会第9回設計工学・システム部門講演会論文集 

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    開催期間: 1999年11月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • マイクロマシン用統合型CAEシステムの開発-流体効果の簡易評価機能の追加-

    本人

    日本シミュレーション学会第20回計算電気・電子工学シンポジウム講演会論文集 

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    開催期間: 1999年11月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • マイクロマシンの自動設計

    本人

    日本機械学会1999年度年次大会論文集 

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    開催期間: 1999年07月   記述言語:日本語   開催地:日本 大阪  

  • マイクロ引張試験機の自動設計

    東京大学 吉村忍

    第19回 MARCユーザーズミーティング事例集 

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    開催期間: 1999年06月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

  • マイクロマシンCAEシステムに基づくマイクロ引張試験機の最適設計

    本人

    第48回理論応用力学講演会講演論文集 

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    開催期間: 1999年01月   記述言語:日本語   開催地:日本 東京  

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工業所有権

  • 変位変換装置

    石原大輔

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    出願番号:特願2020-201169  出願日:2020年12月03日

    公開番号:特開2021-49983  公開日:2021年04月01日

    登録番号:特許第7129719号  登録日:2022年08月25日

  • 羽ばたき機構

    石原大輔

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    出願番号:特願2016-177645(P2016-177645)  出願日:2016年09月12日

    公開番号:特開2018-43537 (JP 2018-43537 A)  公開日:2018年03月22日

    登録番号:特許第6895153号  登録日:2021年06月09日

講演

  • Fluid-Structure Interaction Design of Insect-Inspired Flapping Wings with 2.5-Dimensional Structure

    15th World Congress on Computational Mechanics (WCCM-XV)   2022年08月  The International Association for Computational Mechanics (IACM) and The Japan Society for Computational Engineering and Science (JSCES)

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    開催期間: 2022年07月31日 - 2022年08月05日   発表言語:英語   講演種別:基調講演   開催地:Yokohama, Japan   国名:日本国  

    Number of minisymposia: 287, Number of abstracts: 2,069 (Asian Pacific: 1,086, Americas: 370, Europe - Middle East - Africa: 613), Number of participants: 2,346 (Asian Pacific: 1,258, Americas: 408, Europe - Middle East - Africa: 680)

  • 微小機械システムにおけるマルチフィジクス連成解析

    第49回産応協セミナー  2021年08月  スーパーコンピューティング技術産業応用協議会

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    発表言語:日本語   講演種別:招待講演  

  • Design of micro flexible wing mimicking insect flapping flight using fluid-structure interaction analysis

    JSME-KSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2017  2017年05月 

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    講演種別:招待講演   開催地:BEXCO, Busan, Korea  

  • Hierarchically decomposed finite element analysis of the structure-fluid-electrostatic interaction

    KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2015  2015年10月  Japan Society of Mechanical Engineers (JSME)

     詳細を見る

    講演種別:招待講演   開催地:Waseda University, Tokyo  

  • Fluid-structure interaction analysis for the aerodynamic contribution to the passive pitching motion of dipteran flapping wings

    The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics  2015年09月 

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    講演種別:招待講演   開催地:Sapporo Campus of Hokkaido University, Sapporo, Japan  

  • 非圧縮性流体‐構造連成の整合プロジェクション解法

    第62回理論応用力学講演会  2013年03月 

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    開催期間: 2013年03月06日 - 2013年03月08日   発表言語:日本語   講演種別:基調講演   開催地:東京  

  • 非圧縮性流体‐構造連成の整合プロジェクション解法

    第62回理論応用力学講演会  2013年03月 

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    講演種別:基調講演   開催地:東京工業大学大岡山キャンパス  

  • Finite element analysis for interaction problems of structure, fluid and electrostatic field in micro cantilever beams

    KSME-JSME Joint Symposium on CM & CAE 2012  2012年09月 

     詳細を見る

    講演種別:招待講演   開催地:金沢大学  

  • 数値流体構造連成解析とスケール拡大模型実験を用いた昆虫飛行解析

    第242回材料力学談話会  2010年11月  材料力学談話会

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    講演種別:招待講演   開催地:大阪  

  • Parallel Monolithic Approach for Shell-Fluid Interaction Analysis of Flapping Flexible Wing

    第4回日韓合同計算工学ワークショップ  2010年05月 

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    講演種別:招待講演  

  • Finite Element Analysis for Coupled Problems of Structure, Fluid and Electrostatic Field in Micro Cantilever Beam

    計算力学に関する第2回国際ワークショップ  2010年03月  日本計算工学会,日本機械学会(計算力学部門),横浜国立大学

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    講演種別:招待講演   開催地:PACIFICO Yokohama  

  • 有限要素法による昆虫羽ばたき飛行の並列流体構造連成解析

    先駆的科学計算に関するフォーラム2006~POWERが導く現在と未来~  2006年08月  IBM Japan, Ltd.,九州大学情報基盤センター

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    講演種別:招待講演   開催地:福岡  

  • 高性能演算サーバーによる並列流体構造連成解析

    高性能演算サーバーセミナー  2006年05月  九州大学情報基盤センター

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    講演種別:招待講演   開催地:福岡  

  • マイクロマシン設計のための計算力学シミュレーションと挙動解析・最適構造設計

    技術情報協会講習会  2005年06月  技術情報協会

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    講演種別:招待講演   開催地:東京  

  • 高性能演算サーバーによる並列流体/流体構造連成解析

    高性能演算サーバーセミナー  2005年05月  九州大学情報基盤センター

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    講演種別:招待講演   開催地:福岡  

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学術関係受賞

  • Student Presentation Award of JSST2022 (supervisor)

    Japan Society for Simulation Technology   K. Ishiba, M. Onishi, D. Ishihara, Determination of Resonant Mechanism of Polymer Micromachined Insect Inspired Flapping Device Using Finite Elelment Modal Analysis   2022年09月02日

    Kazuya Ishiba

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    受賞国:日本国

  • Outstanding Presentation Award of JSST2022 (supervisor)

    Japan Society for Simulation Technology   M.Onishi, D. Ishihara, Effect of wing’s mass distribution on the aerodynamic performance in insect flapping wings   2022年09月02日

    Minato Onishi

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    受賞国:日本国

  • Student Presentation Award of JSST2022 (supervisor)

    Japan Society for Simulation Technology   S. Nozaki,D. Ishihara, Tomoya Niho, Partitioned-Monolithic Hybrid Strongly Coupled Method for Structure-Piezoelectric-Circuit Interaction in Piezoelectric Enegy Harvesting   2022年09月01日

    Shunnosuke Nozaki

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    受賞国:日本国

  • JSST 2022 Best Paper Award

    日本シミュレーション学会   Minato Onishi, Daisuke Ishihara, Performance evaluation of the pixel wing model for the insect wing's camber, Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering (JASSE), 2021 , 8 (2), pp. 163-172   2022年08月31日

    Minato Onishi, Daisuke Ishihara

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    受賞国:日本国

  • Outstanding Student Poster Presentation (supervisor)

    日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会   石破和弥, 石原大輔, ポリマーマイクロマシニングによる昆虫規範型羽ばたき装置の共振駆動   2022年06月25日

    石破和弥

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    受賞国:日本国

  • Outstanding Presentation Award of JSST2021 (supervisor)

    Japan Society for Simulation Technology   M. Onishi, D. Ishihara, Passive motions and aerodynamic performance of insect’s flapping wings simulated using the pixel wing model and the strong coupling method   2021年09月01日

    Minato Onishi

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    受賞国:日本国

  • 日本計算力学連合フェロー賞

    日本計算力学連合   2019年12月19日

    石原大輔

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    受賞国:日本国

  • Student Presentation Award of JSST2018 (supervisor)

    Japan Society for Simulation Technology   2018年10月07日

    Minato Onishi

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    受賞国:日本国

  • 平成29年度溶接学会論文賞(共著)

    一般社団法人溶接学会   2018年04月25日

    二保知也,堀江知義

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    受賞国:日本国

  • Student Presentation Award of JSST2016 (supervisor)

    Japan Society for Simulation Technology   2017年03月

    Prakasha Chigahalli Ramegowda

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    受賞国:日本国

  • 日本計算工学会平成17年度論文奨励賞

    一般財団法人日本計算工学会   2006年05月08日

    石原大輔

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    受賞国:日本国

  • The Young Researcher Fellowship Award for Exemplary Research in Computational Mechanics

    The Second M.I.T. Conference on Computational Fluid and Solid Mechanics   2004年06月17日

    Daisuke Ishihara

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    受賞国:アメリカ合衆国

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科研費獲得実績

  • マルチフィジクス・マルチシステム強連成解析による1mmの昆虫規範型MEMS飛行体【研究代表者:石原大輔】

    研究課題番号:20H04199  2020年04月 - 2023年03月   基盤研究(B)

  • エネルギーハーヴェスティングのマルチフィジクス・マルチシステム強連成解法【JSPS外国人特別研究員受入研究者:石原大輔】

    研究課題番号:19F19379  2019年04月 - 2022年03月   特別研究員奨励費

  • マルチフィジクス強連成解析による昆虫規範型MEMS飛行体の開発【研究代表者:石原大輔】

    研究課題番号:17H02830  2017年04月 - 2020年03月   基盤研究(B)

  • 1mmの2.5次元構造は飛翔できるか?~マルチフィジクス計算力学による挑戦【研究代表者:石原大輔】

    研究課題番号:26390133  2014年04月 - 2017年03月   基盤研究(C)

  • ハイブリッド強連成解析に基づくマイクロマシンの汎用マルチフィジクスシミュレータ【研究代表者:石原大輔】

    研究課題番号:23760078  2011年04月 - 2014年03月   若手研究(B)

  • 昆虫飛行の流体構造連成解析モデリングとその実験的検証【研究代表者:石原大輔】

    研究課題番号:17760088  2005年04月 - 2008年03月   若手研究(B)

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受託研究・共同研究実施実績

  • JST研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)(AS251Z00433K)養殖魚管理用水中ロボット「海の牧羊犬」の実用化研究

    2013年08月 - 2014年03月

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    研究区分:受託研究

    研究成果最適展開支援プログラムフィージビリティスタディステージ探索タイプ
    (A-STEP)

  • JST研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)(AS231Z01147A)マイクロマシンの構造-流体-静電界相互作用シミュレーションのためのインターネット並列計算プログラムの開発

    2011年08月 - 2012年03月

     詳細を見る

    研究区分:受託研究

    研究成果最適展開支援プログラムフィージビリティスタディステージ探索タイプ
    (A-STEP)

寄附金・講座

  • カシオ科学振興財団第26回(平成20年度)研究助成(MEMSにおける構造-流体-静電界連成現象の汎用連成シミュレーション手法の開発)    2008年12月

その他競争的資金獲得実績

  • 超小型航空機の羽ばたき弾性推進翼の開発

    2007年08月 - 2008年03月

    大学教育の国際化推進プログラム(海外先進教育実践支援)  

担当授業科目(学内)

  • 2023年度   CAE特論CA

  • 2023年度   計算力学特論

  • 2023年度   計算力学・演習

  • 2023年度   計算力学の基礎

  • 2023年度   数値計算(I)

  • 2023年度   構造システムの基礎Ⅰ

  • 2022年度   CAE特論CA

  • 2022年度   計算力学特論

  • 2022年度   CAE特論AM

  • 2022年度   CAE特論RO

  • 2022年度   計算力学・演習

  • 2022年度   計算力学の基礎

  • 2022年度   数値計算(I)

  • 2022年度   構造システムの基礎Ⅰ

  • 2021年度   計算力学特論

  • 2021年度   CAE特論

  • 2021年度   計算力学・演習

  • 2021年度   計算力学の基礎

  • 2021年度   数値計算(I)

  • 2021年度   構造システムの基礎Ⅰ

  • 2020年度   CAE特論

  • 2020年度   計算力学の基礎

  • 2020年度   数値計算(I)

  • 2020年度   構造システムの基礎Ⅰ

  • 2019年度   CAE特論

  • 2019年度   有限要素法の基礎

  • 2019年度   数値計算(I)

  • 2019年度   構造システムの基礎Ⅰ

  • 2018年度   CAE特論

  • 2018年度   棒と軸の力学

  • 2018年度   有限要素法の基礎

  • 2018年度   数値計算

  • 2017年度   CAE特論

  • 2017年度   棒と軸の力学

  • 2017年度   有限要素法の基礎

  • 2017年度   数値計算

  • 2016年度   数値計算

  • 2016年度   CAE特論

  • 2016年度   棒と軸の力学

  • 2016年度   有限要素法の基礎

  • 2015年度   数値計算

  • 2015年度   有限要素法の基礎

  • 2015年度   棒と軸の力学

  • 2015年度   CAE特論

  • 2014年度   有限要素法の基礎

  • 2014年度   棒と軸の力学

  • 2014年度   CAE特論

  • 2014年度   数値計算

  • 2013年度   数値計算

  • 2013年度   棒と軸の力学

  • 2013年度   CAE特論

  • 2013年度   有限要素法の基礎

  • 2012年度   棒と軸の力学

  • 2012年度   CAE特論

  • 2012年度   数値計算

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教育活動に関する受賞・指導学生の受賞など

  • 令和3年度九州工業大学情報工学部Lecture of the Year

    九州工業大学情報工学部  

    2022年06月22日

    石原大輔

  • Lecture of the Year

    九州工業大学情報工学部  

    2004年03月

    堀江知義, 石原大輔, 二保知也

  • Lecture of the Year

    九州工業大学情報工学部  

    2003年03月

    石原大輔

FD活動への参加

  • 2022年10月   FD研修会「ルーブリック評価入門」

  • 2021年10月   令和3年度第2回情報工学研究院FD研修「ルーブリック評価入門」

学会・委員会等活動

  • 日本機械学会   第37回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2024年10月

  • 日本シミュレーション学会   The 43rd JSST Annual International Conference on Simulation Technology, Session Organizer  

    2024年09月

  • 日本シミュレーション学会   JASSE guest editor  

    2024年09月 - 2025年08月

  • 日本計算工学会   日本計算工学会 代表会員  

    2024年04月 - 2026年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会2024年度計算力学部門・運営委員会,委員  

    2024年04月 - 2025年03月

  • 日本機械学会   第36回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2023年10月

  • 日本シミュレーション学会   The 42nd JSST Annual International Conference on Simulation Technology, Session Organizer  

    2023年08月

  • 日本計算工学会   第28回計算工学講演会・セッションオーガナイザー  

    2023年05月 - 2023年06月

  • 日本機械学会   日本機械学会2023年度計算力学部門・表彰委員会,副委員長  

    2023年04月 - 2024年03月

  • MDPI journal Biomimetics   Topical Advisory Panel Member of Biomimetics  

    2023年02月 - 現在

  • MDPI journal Biomimetics   Guest Editor of a special issue "Computational Biomechanics and Biomimetics in Flying and Swimming"  

    2022年12月 - 2023年10月

  • 日本機械学会   第35回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2022年11月

  • 日本シミュレーション学会   JASSE guest editor  

    2022年09月 - 2023年08月

  • 日本シミュレーション学会   The 41st JSST Annual International Conference on Simulation Technology, Conference Chair  

    2022年08月 - 2022年09月

  • 日本シミュレーション学会   The 41st JSST Annual International Conference on Simulation Technology, Symposium Organizer  

    2022年08月 - 2022年09月

  • IACM - COMPUTATIONAL FLUIDS CONFERENCE (CFC) 2023   Mini-Symposium Organizer (MS2-03 - Computational Biomechanics and Biomimetics of Flying and Swimming)  

    2022年07月 - 2023年04月

  • 日本計算工学会   第27回計算工学講演会・セッションオーガナイザー  

    2022年06月

  • 日本計算工学会   日本計算工学会 代表会員  

    2022年04月 - 2024年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会2022年度計算力学部門・運営委員会,部門幹事  

    2022年04月 - 2023年03月

  • 日本機械学会   第35回計算力学講演会実行委員会・委員  

    2022年04月 - 2023年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会 2022年度(第100期)技術ロードマップ委員会 委員  

    2022年04月 - 2023年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会2022年度計算力学部門・部門間交流担当委員会,幹事  

    2022年04月 - 2023年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会2022年度計算力学部門・総務委員会,幹事  

    2022年04月 - 2023年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会 2022年度 会員部会 委員  

    2022年04月 - 2023年03月

  • 2022 7th International Conference on Robotics and Automation Engineering   Technical program committee member  

    2022年03月 - 2022年11月

  • 2021 6th International Conference on Robotics and Automation Engineering   Technical program committee member  

    2021年10月 - 2021年11月

  • 日本機械学会   第34回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2021年09月

  • 日本シミュレーション学会   JASSE guest editor  

    2021年09月 - 2022年08月

  • 日本シミュレーション学会   JASSE co-chief guest editor  

    2021年09月 - 2022年08月

  • 日本シミュレーション学会   The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology, Session Organizer  

    2021年09月

  • 日本計算工学会   第26回計算工学講演会・セッションオーガナイザー  

    2021年06月

  • WCCM-APCOM 2022 Congress   Mini-Symposium Organizer (405 Computational Biomechanics and Biomimetics of Flapping Flight)  

    2021年05月 - 2022年08月

  • 日本計算力学連合   日本計算力学連合 企画委員  

    2021年04月 - 2024年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会2021年度計算力学部門・総務委員会,副幹事  

    2021年04月 - 2022年03月

  • 日本機械学会   2021年度(第99期)出版センター 委員  

    2021年04月 - 2022年03月

  • 日本計算工学会   第26回計算工学講演会 実行委員  

    2021年04月 - 2022年03月

  • 日本機械学会   日本機械学会2021年度計算力学部門・運営委員会,委員  

    2021年04月 - 2022年03月

  • 日本シミュレーション学会   The 41th JSST Annual International Conference on Simulation Technology, Symposium Organizer  

    2021年02月 - 2022年09月

  • 日本機械学会   日本機械学会計算力学部門CMD2020計力スクウェア 企画実行委員  

    2020年07月 - 2020年12月

  • 日本シミュレーション学会   日本シミュレーション学会 理事  

    2020年07月 - 2024年06月

  • 日本計算工学会   日本計算工学会 代表会員  

    2020年04月 - 2022年03月

  • 日本計算工学会   第25回計算工学講演会 実行委員  

    2020年04月 - 2021年03月

  • 日本機械学会   第33回計算力学講演会実行委員会・委員  

    2020年04月 - 2021年03月

  • 日本機械学会   第32回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2019年09月

  • 日本学術会議   第65回理論応用力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2019年06月

  • 日本計算工学会   第24回計算工学講演会セッションオーガナイザー  

    2019年05月

  • 日本計算工学会   第24回計算工学講演会 実行委員  

    2019年04月 - 2020年03月

  • 日本シミュレーション学会   The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology, Conference Co-Chair and Financial Chair  

    2019年04月 - 2020年03月

  • 日本機械学会   第31回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2018年11月

  • 日本機械学会   第96期 計算力学技術者資格認定事業委員会 個体力学分野小委員会 標準問題集作成WG 委員  

    2018年04月 - 2019年03月

  • 日本機械学会   第30回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2017年09月

  • 日本学術会議   第64回理論応用力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2017年08月

  • 日本機械学会   第95期 計算力学技術者資格認定事業委員会 個体力学分野小委員会 標準問題集作成WG 委員  

    2017年04月 - 2018年03月

  • 日本機械学会   第29回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2016年09月

  • 日本機械学会   2016年度計算力学部門運営委員会・運営委員  

    2016年04月 - 2017年03月

  • 日本機械学会   2016年度計算力学部門年次大会担当委員会・委員長  

    2016年04月 - 2017年03月

  • 日本機械学会   第28回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2015年10月

  • 日本機械学会   2015年度計算力学部門年次大会担当委員会・副委員長  

    2015年04月 - 2016年03月

  • 日本機械学会   2015年度計算力学部門運営委員会・運営委員  

    2015年04月 - 2016年03月

  • 日本機械学会   第27回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2014年11月

  • 理論応用力学講演会   第63回理論応用力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2014年09月

  • 日本機械学会   第26回計算力学講演会・実行委員  

    2013年11月

  • 日本機械学会   第26回計算力学講演会・セッションオーガナイザー  

    2013年11月

  • 日本機械学会   2009年度計算力学部門運営委員会・運営委員  

    2009年04月 - 2010年03月

  • 日本機械学会   第21回計算力学講演会実行委員会・委員  

    2008年04月 - 2009年03月

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社会貢献活動(講演会・出前講義等)

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    役割:講師, 企画

    2024年04月01日 - 2025年03月31日

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    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般

    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    役割:講師, 企画

    2023年04月01日 - 2024年03月31日

     詳細を見る

    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般

    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    役割:講師, 企画

    2022年04月01日 - 2023年03月31日

     詳細を見る

    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般

    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    役割:講師, 企画

    2021年04月01日 - 2022年03月31日

     詳細を見る

    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般

    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    役割:講師

    2019年04月01日 - 2020年03月31日

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    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般

    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    役割:講師

    2018年04月01日 - 2019年03月31日

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    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般

    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    役割:講師

    2017年04月01日 - 2018年03月31日

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    対象: 大学生, 大学院生, 研究者, 社会人・一般

    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • FEM研究会:MSC Apex Eagle体験セミナー

    2016年05月20日

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    種別:セミナー・ワークショップ

    主催者:エムエスシーソフトウェア
    役割:開催協力
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    2016年04月01日 - 2017年03月31日

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    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • 日本機械学会計算力学技術者資格認定事業・公認CAE技能講習会

    2015年04月01日 - 2016年03月31日

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    種別:資格認定講習

    主催者:日本機械学会
    役割:講師
    会場:九州工業大学

  • マイクロマシン設計のための計算力学シミュレーションと挙動解析・最適構造設計

    2005年06月21日

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    種別:セミナー・ワークショップ

    主催者:技術情報協会
    役割:講師
    会場:大田区産業プラザ,東京

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