検査・計算科学による人工物デジタルツイン

ミクロレベルで材質劣化を検出する非破壊検査技術開発

ミクロレベルで材質劣化を検出する非破壊検査技術開発人工物構造材料の亀裂発生と進展を検出する従来の技術に加え、その予兆・前兆である微細組織（転位・介在物）や化学的変化等を検出しうる非破壊検査技術の開発を、実験・計算の双方から行っています。

結晶性材料の分子シミュレーション

結晶性材料を対象とし、第一原理計算，分子動力学（MD）法、機構論的モンテカルロ法（kMC）等、様々な数値モデルを用いて、ミクロスケールの現象解明を行っています。特に、近年は機械学習を利用したMD法（機械学習MD法）も用いられるようになってきました。従来の手法では取り扱いが困難であったミクロスケールの現象に対しても，機械学習MD法により精緻なモデル化が可能となってきました。

メゾスケール現象のモデル化

各時間ステップでの活性化過程探索により発生しうるイベントとその発生確率を算出しstate-to-stateダイナミクスに基づき時間を進展させるon-the-fly kMC法、あるいはMD法と有限要素法の連成解析手法等、複数の計算手法を組み合わせることにより、従来のMD法では再現が困難であった空間・時間スケールの現象解明を行っています。

教員からのメッセージ

原子力プラント・船舶・橋梁等の人工物システムを対象とし、検査と計算科学により、デジタルツイン構築を目指しています。これにより、自然災害に対し強靭で、社会環境変化に対し柔軟な次世代システムとなり得ます。