Home
输送机器や溶接构造物の强度评価に関する研究。
输送机器や溶接构造物の强度评価に関する研究とシミュレーション技术の开発。
私は、输送机器や大规模な溶接构造物の强度に関する研究を専门としています。博士课程では计算力学と呼ばれる分野の研究を行っていましたが、広岛大学に来てからは、输送机器や溶接构造物の强度に関する研究が多くなってきました。
研究対象となるのは鉄の构造物。鉄でできている船舶などの输送机器や洋上风力発电などの海洋构造物を中心に、自动车やロケット、航空机も含めた、さまざまなものの强度评価に関する研究を通して、安全かつ安心に利用できるものづくりに贡献することを目指しています。
しかし、最近の计算机の発展は目覚しく、力学もある分野においては、実験や経験ベースのものづくりからシミュレーションベースに置き换わってきています。自动车产业などが良い例ですね。
そのため、私のところでは、计算机を用いた固体や构造物の数値シミュレーションにも取り组んでいます。これは、计算力学や计算工学という分野になりますが、コンピューター上で起きている事象を构造解析するというものです。
一方で、シミュレーションだけではまだまだ评価できない领域も多く存在します。构造物の疲労现象などがその代表でしょうね。人间と同じで、材料や构造物も小さい荷重が加わり続けると疲労します。材料の微视的な部分から损伤が起きて、それが最终的な大规模な损伤につながります。このようなシミュレーションは材料（钢材）などの微视的なレベルから构造レベルまでの现象を把握する必要があります。そのため、最近では、シミュレーションだけでなく、実験を行なう研究者と协力して、実际の物理现象の把握、新しいシミュレーションモデルの构筑に関する研究も行っています。
つまり、いくら计算机が発达しても、シミュレーションだけでは分からないことも多くあるということですね。学外の研究者と共同で行っている実験的研究の対象には大きなものや精度を必要とするものもあるため、学外の施设を利用させていただくことも多くあります。
このように、私の研究は、强度评価を行うための解析方法の开発とコンピュータシミュレーションの2本立てになっています。
出会いを大切に。力学を知った高校生时代。自由な発想で新しい研究を。
いまの研究者生活につながるきっかけはと言うと、私はもともと海が近い所に住んでいたので、鱼钓りなどで自然と触れ合うことが多く、水の流れや云の动きといった力学の现象に自然と兴味を持つようになりました。さらに、高校３年生のときに物理の先生に力学をみっちり教わりました。结局、それがいまの饭の种になっているのですから、それだけ高校生の顷の学びや先生というのは、长い人生のなかでも大きな意味を持っているように思います。
その后、地元の大学の机械科に入学した私は、そこで博士课程まで进み、たまたま広岛大学の公募があって现在に至っています。広岛大学に来てからも、多くの优秀な先生方からアドバイスをいただき、自分の専门性に磨きがかかってきていると思います。
しかも、后から分かったのですが、高校のときの物理の先生は、大学の造船学科で构造强度関连の教鞭をとられていたようで、结果的に同じような世界に身を置いていることには不思议な縁を感じます。
私が研究者となってから、すでに10年以上経过しましたが、研究自体はやはり日々おもしろいですね。特に、自分で立てた仮説をプログラムで作成してうまくいったときにはとてもうれしくなります。もちろん、うまくいくことばかりではありませんが、実験もコンピューター上の作业も、难しいことに挑んでいくことにはやりがいのようなものを感じます。
今後は、微視的材料挙動を考慮した構造強度評価、構造物の疲労や破壊の問題、流体と構造が連成する問題などに取り組みたいと思っています。また、計算力学分野の話題では、AI と計算力学の融合、量子コンピューターを用いた新しい構造解析法の提案などがおもしろいかもしれませんね。いずれの研究も、自分一人でやることには限界がありますので、世界中の研究者と協力して研究を進めることにしています。
瀬戸内地域は海事产业の一大集积地。海洋への兴味を活かせるところ。
さきほどの研究の一例として写真で绍介しているのは、「脆性破壊试験」というものです。割れ目を入れた钢材の试験片を液体窒素の中につけて冷やし、力を加えると変形してバキッと割れる。これで割れなかったらこの材料は大丈夫というのを试験するものです。私の研究室では、こうした実験を东京の海上技术安全研究所に、学生さんも行ってもらって试験をして、结果を持ち帰って、それをコンピューターでシミュレーションするというような流れで実験や解析作业、シミュレーションなどを行っています。
この「鉄が割れる」という现象は、あの有名なタイタニック号で起こったものと同じなんですよ。寒い时に氷山など当たるとバキッと割れてしまう。それは最も怖い现象ですから、鉄钢会社もいい鉄を作ろうと顽张っています。日本の鉄钢会社は非常に优秀ですから、いまや普通に使う鉄でさえ、かなり割れないような鉄になっていて、もうほとんどタイタニック号のような事故は起きないぐらいになっていますが、それでも、さらに高强度の鉄をつくって、船をはじめとした输送机器等の安全に贡献しようと顽张っている鉄钢会社さんがいて、そのそばに私たちの研究がある。そんな位置づけと言えるでしょう。
さて、瀬戸内地域は船舶や海洋构造物、そしてその関连产业の一大集积地になっています。瀬戸内海をドライブすると、多くのドックなどが见られます。规模が大きいのでなかなか壮大ですよ。皆さんのなかに、船舶や洋上风力発电といった海洋に関する构造物の研究がしたいというひとがいれば、ぜひとも、まずはこうした瀬戸内地域の风景を眺めに来てみて欲しいと思います。
私のところの研究室には、优秀な学生さんがたくさんいます。真面目に顽张るタイプのひとが多いように思いますね。やっている内容はかなり高次で、力学や数学、プログラムの知识が必要になります。そして、うちでは、学生さんの自主性に任せているところが大きく、やる気のあるひとには、やりたいことに取り组める研究室と言えるのではないでしょうか。
また、この构造システム研究室は、日本でも数少ない、海洋に特化した研究室です。日本では広岛大学と九州大学、大阪大学、横浜国立大学くらいしかありません。そのため、海洋への兴味を大いに活かせる场所と言えます。そうした兴味をいだいているひとには、ぜひうちを目指して进んできて欲しいと思います。
Satoyuki Tanaka
构造システム研究室
2001年3月 鹿児島大学 工学部機械工学科 退学（博士課程前期に飛び入学のため）
2003年3月 鹿児島大学 大学院理工学研究科 機械工学専攻 修士課程 修了
2007年3月 鹿児島大学 大学院理工学研究科 博士課程 修了
2007年4月1日～2010年3月31日 広島大学 大学院工学研究科 助教
2010年4月1日 ～2017年3月31日 広島大学 大学院工学研究院 助教
2011年10月1日 ～2012年8月1日 ノルウェー科学技術大学 客員研究員(兼務)
2017年4月1日 ～ 2018年3月31日 広島大学 大学院工学研究科 助教
2018年4月1日 ～ 広島大学 大学院工学研究科 准教授
2020年4月1日～ 広島大学学術院（先進理工系科学研究科） 准教授
