一般産業用電機機器における振動・騒音の要因の一つである鉄心部分は，薄い電磁鋼板を複数枚積層した構成である．この積層構成の振動特性の評価方法について，振動特性に影響を与える層間摩擦を考慮可能な有限要素モデル化手法を提案した．層間摩擦相当の剛性を模擬した接続要素を導入することにより，鋼板部分については一般的な物理定数を用いつつ摩擦の影響を考慮したモデル化が可能となり，固有値解析および振動応答解析の結果，低次の固有振動数および振動応答レベルは，実測結果とよく一致することを確認した．

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A three-dimensional numerical method for crack analysis with discrete dislocations was developed. A through crack was modelled with discrete dislocations, and the relaxed dislocation arrangement was obtained using dislocation dynamics method. In order to improve the accuracy of the numerical method, the Burgers vector of dislocations are controlled in accordance with the estimated crack opening. Consequently, the numerical accuracy, stability and computational time could be drastically improved.

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In this study, the effects of random laminate misalignment on the microscopic mechanical behavior of ultrafine plate-fin structures are statistically investigated using the Monte Carlo simulation. For the mechanical analysis, the homogenization theory based on unit cell analysis is used. Moreover, the substructure method is introduced into the theory to deal with random laminate misalignment. The present method is applied to the analysis of microscopic stress and strain distribution and their concentration in ultrafine plate-fin structures made of Ni-based alloy with random laminate misalignment. Then, the analysis results are statistically examined using histograms, and compared with the results without misalignments. It is shown that the effects of random laminate misalignment on the mechanical behavior of the plate-fin structures become remarkably strong depending on the loading condition.

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An iterative domain decomposition method is proposed for numerical analysis of 3-Dimensional (3D) linear magnetostatic problems taking the magnetic vector potential as an unknown function. The iterative domain decomposition method is combined with the Preconditioned Conjugate Gradient (PCG) procedure and the Hierarchical Domain Decomposition Method (HDDM). Our previously employed preconditioner was the Neumann-Neumann preconditioner. Numerical results showed that the method was only effective for smaller problems. In this paper, we consider its improvement with a variant of balancing domain decomposition preconditioner (BDD-DIAG). Specially, we consider the dealing without explicit construction of Schur complement matrix towards multi-part processing.

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This paper proposes stailized formulation of F-bar aided edge-based smoothed finite element method with tetrahedral elements (F-barES-FEM-T4) for explicit dynamics, which is named SymF-barES-FEM-T4. SymF-barES-FEM-T4 can take over some advantages of F-barES-FEM-T4, namely, no increace in degrees of freedom and no restriction for material constituitive models since the modification for stabilization is restricted to the formulation of internal force vector. A demonstration analysis reveals that SymF-barES-FEM-T4 shows acceptable pressure distribution but less suppression for pressure checkerboarding compared to F-barES-FEM-T4 although this formulation can suppress energy divergence which is occured in explicit dynamics of F-barES-FEM-T4.

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AoG（Age of Gas）は各部のガスがその空間に導入されてから経過した時間であり，流れの性能を数値化する手段として有効である．本報ではまず AoG の概念とこれを用いたガス流れの評価の有効性について述べ，CVD 薄膜生成プロセスにおける反応ガスの流れの適正化，および薄膜装置のクリーニングプロセスにおけるガス流れの適正化に適用した事例を報告する．また気相反応，表面反応を含む系の反応予測に AoG を用いる新たな試みについて紹介する．

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ハロゲン化物を用いた化学気相成長（ハライド CVD）は、半導体製品におけるシリコンカーバイドの成膜に多く利用されている．プロセスをさらに改善するためには、多くの複雑な現象が関わる化学気相成長プロセスと反応速度論、流れと熱に対する深い理解が必要である．本研究では、簡易化された高温水平反応器モデルを用いて、化学気相成長にかかわる物理現象とシリコンカーバイドの成膜へ与える影響を調査した．

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超音波を応用した霧化技術は，有機 EL や太陽電池などの製造において，真空環境を必要としない塗布による大気中成膜を実現するために有望な技術の一つである．超音波による霧化現象は古くから知られているものの現状では理論的解明は十分とは言えず，数値シミュレーションを応用した霧化現象の理論的解明が必要と考えられる．本報告では，粒子法をベースとし自由表面の模擬および固体-液体界面の濡れ性の表現に新たなアイディアを加えた解析について報告する．

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We developed a coupling method of the blood flow, interstitium flow and flow resistance of the blood vessel for three-dimensional analysis of a tumor capillary network based on the boundary data immersion method. The method was applied to an one-dimensional validation problem, and the pressure jump at the interface and pressure drop in the interstitium are reproduced. The optical width of the interface and the grid convergence of the proposed method were confirmed.

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In this research, we conduct topology optimization for the design of periodic structure based on the highfrequency homogenization method for the Helmholtz equation, by which we can examine macroscopic behaviors of waves propagating in the periodic structure even if the wavelength is comparable to the size of the unit cell. A levelset based topology optimization method is incorporated to the high-frequency homogenization method so that we can obtain optimized designs in a unit cell for desired macroscopic wave behaviors, especially for acoustic hyperbolic metamaterials which exhibits hyperbolic dispersion relationship. Numerical example is provided to validate our proposed method, and it was found that obtained optimized design shows hyperbolic dispersion relationship.

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板状材料に十字の穴を開けた２次元フォノニック結晶に着目し，十字穴の形状パラメータを変えることによるバンドギャップ制御について有限要素法解析を行った．構造パラメータを調整することで，幅広い周波数帯域でバンドギャップの位置と幅を設計できることが分かった．さらに，有限要素法で求めた音響分散関係におけるバンドギャップ下端周波数付近の振動モードの形状から，ばねと質量で構成される等価なモデル力学系の運動方程式を立式し，その共振周波数を求めることで，十字穴を有するフォノニック結晶のバンドギャップが形成される周波数を解析的に予測できた．

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光メタマテリアルは形状によって光応答が変化するため，メタマテリアル構造の設計が重要なプロセスとなる．本研究では，遺伝的アルゴリズムと 3 次元有限要素法を組み合わせることにより，所望の光応答を示す赤外デジタルメタマテリアルの構造を自動的に設計した．また，自動設計されたデジタルメタマテリアルを電子線リソグラフィーを用いた微細加工により作製・評価することで，設計構造が目的とする特性を持つことを実証したので，報告する．

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浮上質量法を用いて手の甲に物体が衝突した際の衝撃力を計測した.手の甲を非線形複素集中ばねとしてモデル化した.計測と同じ初速度を加えることによって高速有限要素法を用いて手の甲の衝撃応答の数値解析を行った.その結果,力を入れた場合,リラックスした場合の手の甲の衝撃応答を定性的に再現できた.

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2次関数以上で板厚が減少する板端部を有する楔形の鋼板では，先端に向かい伝搬する振動は反射されないことが明らかにされており，これは波動ブラックホールと呼ばれている．本論は，波動ブラックホールの制振効果の実験結果を減衰の連成を考慮した FEM により再現した．さらに，波動ブラックホールを有する L 字パネル制振構造についても FEM を援用した SEA 法で応答解析をした．その結果，波動ブラックホールが限られたスペースや少ない減衰材層では高い減衰効果を得られることが分かった．

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GPU を用いて有限要素法動解析の陰解法と陽解法プログラムの並列化を行った．要素剛性マトリックスの計算は要素ごと，全体剛性マトリックスの組み立ては非零要素ごとに一つのスレッドを割り当てる手法を提案した．物性値が筋肉の四角柱モデルに強制変位を与えた場合の演算時間の比較を行った結果，陽解法の方が解析時間が短いことを確認した．

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自動車や建築物などにおける振動・騒音の対策に，板と板で吸音材を挟み込んだ構造である吸音二重壁構造が用いられることがある．限られた空間の効果的な減衰方法で，Krylov により先端に向かい伝搬する振動が反射されなくなる，波動ブラックホールが提案されている．本報告では吸音二重壁構造に波動ブラックホールと制振材を付与した構造における振動伝達特性を FEM と MSKE 法を用いた数値解析により明らかにした．

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制振は,安全な構造を創り,快適性を備えた工業製品を実現するために,工業的,環境的にも重要な技術である.自動車や建築物においては,吸音二重壁構造を用いて,振動や騒音の対策をしていることがある.Krylov により鋼板の先端に向かい伝搬する振動が理論的に無反射となる波動ブラックホール効果が提案されている.本報告では.吸音二重壁構造のベースプレートに波動ブラックホールと制振材を付与した構造の振動伝達特性を FEM および MSKE 法により,数値解析をした.また,ベースプレートの一組の対辺を固定した.

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Flying insects are capable of achieving remarkable maneuverability with their flapping wings. The wing-driving mechanism in their thorax, called the musculoskeletal system, is flexible unlike conventional drones that normally control their body attitudes with rigid elements. In this study, we investigate the effects of the flexibility in the musculoskeletal system on the kinematics and aerodynamic performance of flapping wings. A dynamic musculoskeletal model (DMSM) consisted of springs, dampers and a mass is developed with a simplified thorax structure of the insect. The DMSM is loosely coupled with a computationally cheap quasi-steady model (CIQSM) and a high-fidelity computational fluid dynamic (CFD) model. The structural properties of DMSM are adjusted through optimization that utilizes the CIQSM and can minimize the power consumption to drive the wing, while generating enough amount of vertical force to support its own weight. The kinematics and the aerodynamic performances with the DMSM are further evaluated by the integrated model coupling the DMSM with the CFD simulator. While the discrepancy between the CIQSM and CFD becomes bigger when the DMSM is more flexible because the error is amplified by the flexible structure, our results reveal that the flexible DMSM can reduce the power consumption to drive the flapping wing noticeably in comparison with the rigid wing-driving mechanism. The results point out the importance of interaction between the flexible wing-driving mechanism and flapping wing aerodynamics for the design of the micro air vehicles as well as the insects.

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