ビジネスエリア　物理法則マップ

-ミクロからマクロスケールのシミュレーション対象の提案・融合・解析-

以下ビジネスエリアで得られた知見をもとに、ノウハウ移転・コンサルティング・研究・開発ご支援から解析ソルバー開発・計算受託まで、引き受けます。

シミュレーションコード開発・解析関連

• 流体特性に対応させ、下図のB、C、D領域の客先対応に特化カスタマイズし販売させていただきます
• 物理量が激しく変動する現象の解析に優位性をもつ、CIP＋GCUP法スキームを採用しております。
• 高速飛翔体、燃焼解析をクリック下さい。当社保有基本モジュール（AEOLUS）のカスタマイズ販売例です。

弊社コードの在来型市販コードに対する優位性

• CIP法の特長： CIP法は、圧力方程式を状態方程式から導くため、物質の状態と音速の情報を取り込むこととなる。 このことが、物質の状態（固・気・液）に依存せず、非圧縮・圧縮流体を統一的に解くことを可能にしている。 大抵の場合、CIP+(G)CUPは非圧縮の計算コストで圧縮を取り扱える点が魅力である。 更に、３次多項式を用いて波形とその微分を解くため、波形の保存が良い。 このため数値拡散を抑える点で有利である。 また、双曲型微分方程式の解法なので、電磁場解析の応用も考えられる。
  
  
• CIP法と市販流体コードの比較： 市販コードの大半が、SIMPLE, MAC法によってAを対象としている。 これらの解法は圧縮性が重要となる局面（マッハ数 ≧ 0.3）で不適当となる。 計算はできても精度を落とすことになる(TVD法は非圧縮に不向き)。 更に、SIMPLE法は圧力分布を、連続の式を満たすように与える。 これは、状態方程式の効果が反映されているCIP法と対比をなし、相変化を伴う計算には不向きである。 そして、TVD法は相変化に関心がない。 これらのことから、「非圧縮性 ⇔ 圧縮性」の遷移領域においてうまく解法を切り替えたとしても不安が残るだろう。 一方、CIP法は相変化に対応できる非圧縮・圧縮の統一解法であるから、表の領域中でシームレスに現象を取り扱える。 そして、他のコードと比較すると、B, C, Dの領域で優位に立つ。
  
  
• CIP+GCUP法の対象： 市販コードの採用スキームでは、低マッハ数から亜・遷・超音速へと連続的に加速する解析は不可能である。 また、高速・低速部分が空間・時間的にダイナミックに混在する問題、例えば燃焼における着火から安定火炎に至る解析は困難である。 デトネーション（爆轟）等も不可能に近い。 この中で、弊社採用のCIP+GCUP法は、これらの解析で生じる数値不安定性を抑えることを可能にしている。 更に、他社のCIP法を採用した商用コードと比較しても、弊社独自技術であるGCUP法は、燃焼・衝撃波等の物理量が激しく変化する場合に対してさえも、ロバスト性と精度に優れる。

• 現在お使いの解析ソルバーのモデル範囲不足・解析機能の限界の為、現象解析結果、又は最適化結果に不満足を来すもの、をカスタマイズし提供。
     →  構造解析適用分野事例
     →  プローブの応力解析
     →  橋梁老朽化シミュレータのご提案
               橋梁老朽化に対する弊社の考え
               鉄筋コンクリート構造物の老朽化・耐震シミュレータのご提案１
               鉄筋コンクリート構造物の老朽化・耐震シミュレータのご提案２
               シミュレーションと非破壊検査による橋梁老朽化の統合予測診断システムの開発 プレゼン資料
     →  蒸気タービンのブレード・シュラウド固有値解析
     →  3DSCCき裂進展プログラム開発
     →  水素分離膜の熱伝導および応力分布解析
     →  SPH法に関する調査報告Ⅰ
     →  SPH法に関する調査報告Ⅱ
     →  多項式展開ソルバによる核燃料物質シミュレーションのための差分方程式解法の開発作業報告
     →  多項式展開ソルバによる核燃料物質シミュレーションのための差分方程式解法の開発詳細設計書
     →  多項式展開ソルバによる核燃料物質シミュレーションのための差分方程式解法の開発マニュアル
  
• あなたの業務ニーズに特化した解析ソルバーを境界条件・形状処理をカスタマイズして、市販価格程度でご提供します。 当社は以下の解析スキームを使用してのソルバー開発経験が豊富です。 皆様お使いのソルバーを更に、事実に近づく為に、連成解析ソルバーに改造致します。
     →  地震動応答解析
• 熱流体・熱流動ー構造連成解析受託・シミュレータ開発 市販解析ソルバー使用しての解析受託
     →  水素分離膜の熱伝導および応力分布解析
• 現状は、連成されるべき現象も、構造と流体は独立にモデリングするのが、一般的ですが、当社は熱流体ー構造連成解析、を標準としております。 更には、皆様お持ちの解析コードも、連成解析コ－ドに改造もさせて頂きます。
     →  連成解析ソルバー
               固体-流体連成解析ソフトGSMAC-SOLID(カタログ)
               電磁流体解析ソフト GSMAC-MHD(カタログ)
               参考1
• Level set法による鋳造プログラム
     →  レーザ溶接のモデル
     →  レーザ溶接のマニュアル
• 乱流(剥離)DNSシミュレーション
• TVD多段翼列非定常流解析ソルバー開発
• ALE法による３次元汎用熱流動解析ソルバー開発
     →  ALE法実装ソフト
               固体-液体連成解析ソフトGSMAC-SOLID(カタログ)
• SIMPLEによるガラス炉内熱流動解析ソルバー開発
• DSMC法による反応性多成分希薄気体解析ソルバー開発
     →  流体解析ソフトAEOLUSによる化学反応プロセス計算
• CIPによる乱流拡散熱解析ソルバー開発・ 一般化CUP法(GCUP法)とレベルセット法による気液二相流解析ソルバー・ BFC_CIP法 解析ソルバー
     →  CIP-GCUP法採用ソルバー
               流体解析ソフトAEOLUS(カタログ)
                      数値流体計算ソルバー AEOLUS
                      エゼクタ解析
                      複数化学種の合流解析
                      AEOLUSによる金属加熱のテスト計算
                      AEOLUSによる気液二相流解析
  
• 高精度非圧縮流体解析ソルバー Nagare
     →  熱対流
     →  バックステップ流
     →  配管
  
• 地球科学・空間科学分野
• 防災/消防科学分野
     →  3次元地震波速度構造を求める解析プログラムの開発
     →  地震動応答解析

• 知見報告書・モデリング・アルゴリズム開発・解析ソルバー開発・改造・計算受託、以下の知見・経験をご提供します
• FDTD法による電磁界・波動工学解析
     →  FDTD法実装ソフト
               MO効果特化型シミュレータ
  
• FDTDを使った音響解析
     →  第15回計算工学講演会発表論文
     →  PML吸収境界計算例
     →  計算精度検証
  
• ナノフォトニクス（微視的領域における、光・物質の相互作用）解析
• 電子状態計算
     →  電子状態論に基づく物性予測
     →  STM (Scanning Tunneling Microscopy) のドーパント原子による Corrugation amplitudeの数値計算手法
     →  第一原理電子状態計算プログラム
     →  半導体表面における電子状態密度計算
     →  走査型トンネル顕微鏡像シミュレータ(カタログ)
     →  PAW(Projector augmented wave) methodによる第一原理電子状態計算プログラム
     →  PAW(Projector augmented wave) methodによる第一原理電子状態計算プログラム：計算事例２
• 有限要素法による量子力学の数値解法
     →  STMシミュレータのご提案(機能拡張)
• 時間依存LDA
• 放射線遮蔽計算(MCNP)
• 分子シミュレーション
• 第一原理分子動力学シミュレーション
• 分子動力学シミュレーション
     →  温度勾配を伴う系でのMD計算との輸送係数の推算業務
     →  古典分子動力学法計算ソルバー(カタログ)
     →  高速化分子動力学シミュレーション
  
• フラクタル・カオス解析
• モンテカルロ法
• ナノテク・半導体シミュレータ
     →  極微細トランジスタ設計を視野にいれた表面電子状態シミュレーション
• プラズマシミュレーション
     →  プラズマCVDガス挙動解析
     →  CVD装置内の数値解析
     →  高電位電極-プラズマ相互作用計算
  
• 適合細分化格子法(AMR法)
• 連続流体解析
• 数値流体力学
• 格子ボルツマン法
• 非線形シグマモデルを用いた低次元スピンの解析
• MOCVD法によるZnO薄膜形成の理論解析(ZnO-O極性表面の理論解析)

• 計算物質科学・計算材料科学知見に基づく複雑物質モデリング・アルゴリズム開発・シミュレータ開発、評価、以下の知見・経験をご提供いたします
• 量子モデリング
  • ナノ構造体の分子設計、第一原理計算の高速化手法研究、分子軌道法計算を用いた分子相互作用解析
       →  電子状態論に基づく物性予測
       →  第一原理電子状態計算プログラム
       →  材料の量子力学的シミュレーション
  • SPMシミュレータ
       →  JST採択・走査プローブ顕微鏡シミュレータの開発
       →  SPMにミクロな構造を入力するための原子配置モデリングツール
• 粒子モデリング
  • 分子動力学法、モンテカルロ法、統計力学への豊富な経験で、機能性高分子・液晶など複雑物質の構造・機能解明に挑戦します。
       →  古典分子動力学法計算ソルバー(カタログ)
    
  • 分子軌道法、分子動力学法を用いた物性解析・予測
       →  分子軌道法関連
                 結晶構造からの熱力学計算
                 ラジカル反応エネルギー計算
       →  材料設計支援システムのご提案
• 連続体モデリング
  • 乱流等流体現象、複合材料等固体現象など複雑解析領域にて離散化数値解法の為の並列プラットフォーム開発
       →  3次元流体コードの並列・ベクトルAMR化
       →  流体解析プログラムの並列化
       →  既存プログラムの並列化ご提案 　　　　　
       →  FDTDを使った音響解析
    
• 電子状態理論、分子動力学、数値連続体力学を融合した、ミクロからマクロ領域までのモデリング
  • 高度材料設計シミュレータ開発、（半導体・無機質・有機化合物）材料設計支援シミュレータ開発
       →  第一原理電子状態計算プログラム
       →  古典分子動力学法計算ソルバー(カタログ)
       →  Phase Field 法計算ソフト(カタログ)
                 Phase Field 法の説明・デモ
                 Multi-Phase-fieldシミュレーション　フォーミュレーションの概略
                     追加機能1、2、3
       →  Phase Field 法による固相焼結シミュレーションのご提案
       →  Phase Field of Steel 計算ソフト(カタログ)
                 Phase Field of Steel シミュレーション　フォーミュレーションの概略
       →  Phase Field法によるBaTiO₃ 系強誘電材料マルチスケール数値シミュレータ
       →  凝固・偏析シミュレーションのご提案
       →  Mesoscopic simulationについての提案(ストークス動力学)
       →  流体解析ソフトAEOLUS(カタログ)
       →  (化学)反応速度解析ソルバー(カタログ)
                 照射損傷に及ぼす損傷速度効果の計算 (反応速度計算)
                 欠陥集合体の濃度変化計算のご提案
       →  学習機能組み込み反応装置制御システム
• ダイヤモンド極限機能研究開発ー液晶バックライト用放電灯等に応用可能なダイヤモンド半導体ー
• デバイス用高機能化ナノガラス研究開発ー大容量光ディスクや光通信部品に応用可能な超微細ガラスー
• ナノカーボン応用製品創製研究開発ー炭素原子の持つ優れた特性の解明とその構造制御、合成技術、携帯用高性能燃料電池電極等の用途開発ー
• 機能性カプセル活用フルカラーリライタブルパーパーー紙の様に薄く、表面が超微細制御された、書き換え何度も可能なフルカラー電子画像材料の開発ー
• カーボンナノチューブFEDー低消費電力で高画質な中大型デイスプレイを実現させるためのFED技術研究開発
• デイスプレイ用高強度ナノガラスー超高強度ナノガラス用ナノガラス研究開発ー
• 先進ナノバイオデバイス技術開発ー生体内に含まれる多種類の微量成分を同時高速に解析する技術研究開発ー
• ナノ微粒子利用スクリーニングー磁力を持つ微粒子の活用により、新薬候補物質などの有用物質を高速に選別する技術研究開発ー
• 微細加工技術利用細胞組織製造技術ー再生医療の支援となる人工の細胞・組織を臨床応用可能なレベルまで分化・培養する研究技術ー
• 次世代半導体ナノ材料ー半導体の電気特性を飛躍的に向上させる多種の膜材料・加工材料を一体的に開発する技術研究開発ー
• マイクロ分析・生産システム技術ーマイクロ空間における化学反応を活用した高速・高効率な化学分析・生産システムの技術研究開発ー

• 上記以外の関連実績・資料
     →  宇宙環境用粘着性素材の選定
               深宇宙環境での使用に耐え得る粘着性シリコーン素材の開発
     →  超臨界水法によるビチューメン改質
     →  イオン注入と金属ナノ粒子形成の分子動力学シミュレータ開発
     →  PEFC用セパレータ、ガス拡散層シミュレータ
               携帯用超小型PEFCシミュレータ提案書
     →  構造化ナノ空間による電気エネルギー蓄積系
     →  アモルファス金属の分子動力学法による疲労試験シミュレーション
     →  Particle-in-cell法によるイオンビーム軌道解析

• 「放射線の見える化」膜へのシミュレーションのご提案

• 計算物理・計算化学・生体情報科学知見に基づき、モデリング・アルゴリズム開発・シミュレータ開発、評価まで、以下の知見をご提供し、ご支援いたします
     →  生体組織の運動シミュレ-ション
               固体-流体連成解析ソフトGSMAC-SOLID
• 統計物理学的手法・計算物理的シミュレーション
• 気象・環境観測のデータ解析
• 循環器系疾患シミュレータの開発
     →  循環器系疾患シミュレータの開発（プロローグ）
     →  循環器系疾患シミュレータの開発（申請書）
     →  循環器系疾患シミュレータの開発（開発）
  
• 脳機能画像の解析プログラム

• ナノ構造体の分子設計物質科学知見を基に技術開発のご支援いたします
     →  極微細トランジスタ設計を視野にいれた表面電子状態シミュレーション
• TVD法による半導体デバイスシミュレータ
• 次世代半導体材料・プロセス基盤技術ー回路線幅５０ナノメートル以下の次世代半導体に対応した革新的材料・プロセスー
     →  化学蒸着法(CVD法)関連
               CVD装置内の数値解析
               プラズマCVDガス挙動解析
               「薄膜シリコン太陽電池製作用プラズマCVD シミュレーション」に関する技術調査
                   資料1
• 半導体アプリケーションチップー高機能・高信頼計算用の半導体チップ及び電源を切っても記憶の消えない半導体メモリ技術研究開発ー
• 極端紫外線（EUV）露光システムー微細な半導体回路の作成に必要な革新的露光システム技術研究開発ー
• 最先端システムLSI設計技術ー複雑化する半導体回路を効率的に、最適に設計するための設計シシテムー
• インクジェット法による回路基板製造技術ー金属をインク状にして基板上に直接描画する新しい回路基板製造技術研究開発ー
• 次世代情報通信基盤ソフトウエアービジネスグリッドコンピューティング、デジタル情報機器相互運用基盤ー
• 省エネ型次世代PDP技術研究開発ー現在のプラズマディスプレイのエネルギー消費量を大きく低減し、製造プロセスを確立ー
• カーボンナノチューブFED技術ー低消費電力で高画質な中大型デスプレィを実現させるFED技術研究開発
• 高分子有機EL発光材料ー省エネ型平面ディスプレイ向け高分子発光材料の開発
• デイスプレイ用高強度ナノガラスー超高強度のデイスプレイ用ナノガラス開発技術
• 準天頂衛星システム技術ー高精度位置情報システム、移動体用ブロードバンド・サービスを実現させる衛星システム技術研究開発
• ナノスケール量子デバイス・マイクロフォトニクス・システムオンチップ先端設計など
• 超解像度技術の機能検証ソフトウェア開発（画像処理技術）

• 新・省エネ技術開発目的のシミュレーションで、以下の経験をご提供・支援いたします
• リチュウム２次電池高分子固体電解質研究実績（有機合成、電気化学特性評価、輸送現象シミュレーション、分子モデリング）
• リチュウム２次電池用大容量正極活物質の研究実績（合成、特性評価）
     →  リチウム電池関連
               リチウム正極材料電池材料計算
               リチウム電池起電力計算      フローチャート
• 省エネルギー半導体製造プロセスシミュレーション
• 超伝導電力機器のシミュレーションー発電機・電力貯蔵装置・変圧器・ケーブルー
• 太陽電池の効率化シミュレーション
     →  集光型III‐V族窒化物太陽電池の高効率化とその実用デバイスへの展開
               太陽電池Ⅰ‐V特性に関する調査報告書
               Solar Cellデバイスシミュレータの御提案      プログラム基本設計仕様書
               平成23年度研究実施報告書(支援グループ4)
• DME（ジ・メチル・エーテル）・GTL（燃料液化）技術研究開発
• 燃料電池及び水素エネルギー利用システムー次世代型燃料電池、固体高分子型燃料電池ー
• 電池の数学的モデルについて
• バイオマスエネルギー技術研究開発ーバイオマス高効率転換技術、農林水産バイオリサイクルー
• コジェネレーション技術研究開発
• クリーンエネルギー自動車関連技術研究開発
• エネルギー管理システム(EMS)、都市エネルギーシステムの最適制御技術研究開発

自然科学・社会科学の両分野にシミュレーションワールド構築

• 社会基盤・社会工学システム構築過程にも、計算科学手法を導入

  これらの取り扱いに用いられる方法は、きわめて明確な基礎科学の上に成り立っており、数学的にきちんと厳密に取り扱える信頼のおけるものです。従来、ここまで厳密な基礎から出発した例はほかにありません。

  

  もちろん、現実の現象は非常に複雑で、厳密に取り扱えるものではありません。しかし、出発点がはっきりしていることによって、現実との隔たりの評価が明確に行えます。したがって、現象を再現する精度の高い、信頼のおける結果を目指すのに非常に適したものです。

  

  最終的には、これから起こる社会的現象、社会工学システム的現象を高い精度で予測することを目指します。

• 社会基盤構築・都市工学分野、及び自然科学分野（前出）に、シミュレーションワールド構築
  • 交通流シミュレーション
    
    • ミクロ交通流シミュレータMATES
    • GUIによる地図データ作成（入力ファイルエディタ）
    • デモンストレーション
  • 地震・防災シミュレーションシステム
    
    • 防災/消防科学分野
      3次元地震波速度構造を求める解析プログラムの開発
      地震動応答解析
  • 社会基盤情報、知識の共有化プラットフォーム
    
    • プローブカーを利用した災害時の道路情報収集
    • 災害時における有用な交通情報提供についての検討
    • セルオートマトン（CA)を用いた渋滞・避難シミュレーション
  • 人と車の交通渋滞シミュレーション
    
    • 渋滞予測：統計的手法からシミュレーション的手法へ
      交通シミュレーションにおける二つの課題-空間補間と将来予測-(PDF形式)
      関連事例　御質問に対するソリューション
    • 高速道路での車の流れと渋滞予測
      GoogleEarthを用いた交通渋滞シミュレーションシステムの開発(PDF形式)
      動画（WMV形式）
    • 建物物などからの安全な避難検証
      川崎地下街アゼリアのシミュレーション
      Floor Fieldモデルを用いた避難シミュレーション(PDF形式)
      動画1（AVI形式）
      動画2（AVI形式）
      動画3(AVI形式)
  • 人間の集団行動（混雑・避難）シミュレーション
    → SDPプロジェクト -初めての方へ-： ガイド資料(PDF形式)
    → SDPソフトウェアの基礎理論： 参考資料(PDF形式)
    
  • デジタル都市空間
    
    • 3次元GIS(地理情報システム)
  • 地球科学・空間科学分野
  • 水スマートグリッド
       → 水・物質・エネルギーの「環境フラックス」に関するご提案
• 自然科学、社会科学の両分野に、計算科学手法に立脚するシミュレーションワールドを、弊社はご提供します。
  • シミュレーションの効率化・高速化を目指す、解析コードと可視化ツールの統合と開発
  • 図のようなミクロ-マクロ領域の計算を連携させるシステムの構築
    ご説明

  

  

• Simulation platform の構築
  • 研究情報基盤構築
    • 離散化数値解法の為の並列化ソフトウエア開発
    • 並列化計算（MPI,PVM)処理ソフトウエア開発
    • 既存プログラムの並列化
    • 適合細分化格子法(AMR法)
    • 流体解析プログラムの並列化
  • マルティメディア（画像・音声処理）
    • 超解像システム
        →入門超解像処理アルゴリズム(PDF形式)
        →技術資料(PDF形式)
        →応用範囲一覧
          デジタル画像処理によるひび割れ点検（PDF形式）
      
    • SPMシミュレータによるデータ変換サンプル
    • 超解像度技術の機能検証ソフトウェア開発（画像処理技術）
    • 超解像度技術を用いた画像鮮明化システムの開発
    • 面光源天文動画・惑星探査連続画像の空間分解能の向上
    • モンタージュ手法を用いた人物画像の画質向上
    • STMシミュレータによる計算結果の可視化(動画：AVI形式)
    • 3次元GIS(地理情報システム)
    • 「クラウドコンピュティング基盤的技術の開発」提案書
  • デジタル無線通信・高度情報通信
    • 緊急地震速報システム集中演算サーバ
    • 3次元地震波速度構造を求める解析プログラムの開発
  • 仮想現実空間
  • 知識・知見検索プラットフォーム

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