Takano, Naoki

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Affiliation

Faculty of Science and Technology, Department of Mechanical Engineering (Yagami)

Position

Professor

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Career 【 Display / hide

  • 1988.04
    -
    1994.03

    Research Associate, Department of Precision Machinery Engineering, The University of Tokyo

  • 1993.05
    -
    1994.03

    ミシガン大学機械工学・応用力学科訪問研究員

  • 1994.04
    -
    1995.11

    大阪大学工学部生産加工工学科助手

  • 1995.12
    -
    2004.03

    Associate Professor, Department of Manufacturing Science, Osaka Unviersity

  • 2004.04
    -
    2008.03

    Professor, Department of Micro System Technology, Ritsumeikan University

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Academic Background 【 Display / hide

  • 1986.03

    The University of Tokyo, Faculty of Engineering, Department of Precision Machinery Engineering

    University, Graduated

  • 1988.03

    The University of Tokyo, Graduate School, Division of Engineering, Department of Precision Machinery Engineering

    Graduate School, Completed, Master's course

Academic Degrees 【 Display / hide

  • 博士(工学), The University of Tokyo, Dissertation, 1993.01

 

Research Areas 【 Display / hide

  • Materials/Mechanics of materials (Machine Material/Material Mechanics)

  • Computational science

  • Nanomaterials engineering

  • Composite materials/Surface and interface engineering

  • Structural/Functional materials

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Research Keywords 【 Display / hide

  • Additive manufacturing

  • Computer simulation

  • Biomechanics

  • multiscale simulation

  • Finite element method

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Research Themes 【 Display / hide

  • Study on Stochastic Image-based Multiscale Computing Methods, 

    2011
    -
    Present

     View Summary

    Theoretical and practical study on stochastic image-based multiscale computing method considering variety of uncertainties in microstructures of heterogeneous materials such as porous materials

  • Morphology analysis, Multiscale analysis and Microstructure design of Porous materials and Composite materials, 

    1999
    -
    Present

  • Application of CAE to quality assurance of 3D printed products, 

    2014
    -
    Present

  • Computational Biomechanics of Trabecular Bone, 

    2003
    -
    Present

     View Summary

    Static and dynamic mechanical responses and microscopic morphology of trabecular bone are analyzed using multiscale method considering microscopic network architecture and nanoscale biological apatite crystallite orientation

  • Development of Oral Implant Surgery Simulator, 

    2009
    -
    Present

 

Books 【 Display / hide

  • 椎体骨折診療ガイド

    椎体骨折評価委員会 編, ライフサイエンス出版, 2015.05

    Scope: 有限要素法による椎体骨強度の評価

  • The Advanced Research of Biomaterials

    TAKANO Naoki, 日本金属学会, 2014.10

  • 「海綿骨の応力解析法」,未来型人工関節を目指して‐その歴史から将来展望まで‐

    高野直樹(吉川英樹・中野貴由・松岡厚子・中島義雄), 日本医学館, 2013.07

  • 工学シミュレーションの品質保証とV&V

    TAKANO Naoki, 丸善, 2013.01

  • マイクロメカニカルシミュレーション

    TAKANO Naoki, コロナ社, 2008

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Papers 【 Display / hide

  • Experimental study on deformability of polymeric dental aligner by digital image correlation method

    Naoki Yamaguchi, Kohta Ito, Pietro Oldani, Motoya Shiogama, Moeka Sawamura, Haruhisa Nakano, Koutaro Maki and Naoki Takano

    Journal of the Society of Materials Science, Japan (日本材料学会)  70 ( 1 ) 57 - 63 2021.01

    Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted

  • Influence of higher orders of Neumann expansion on accuracy of stochastic linear elastic finite element method with random physical parameters

    Lucas Degeneve and Naoki Takano

    Mechanical Engineering Letters (JSME)  6   20-00228 2020.10

    Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted

  • 鋼材成分のばらつきを考慮した焼入れプロセスの相変態-熱伝導連成解析と温度に対する感度解析

    古川達也, 高野直樹, 杉本剛, 木島秀弥, 田村茂之

    日本機械学会論文集 86 ( 887 )  2020.06

    Research paper (scientific journal), Accepted

  • Stochastic nonlinear multiscale computational scheme for short fiber reinforced composites to study the influence of microstructural variability on Damage Propagation

    Tien-Dat Hoang, Yutaro Abe, Shinya Nakamura, Akio Miyoshi, Naoki Takano

    (SN Applied Sciences)  2 ( 182 ) 1 - 16 2020.01

    Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted

  • Study on Compressive Property of Aluminum Alloy Lattice Structure Additively Manufactured by 3D Printing Technology

    Naoki Takano, Hideo Takizawa, Kohta Ito, Kento Odaka, Satoru Matsunaga, Shinichi Abe

    Journal of the Society of Materials Science, Japan (Society of Materials Science, Japan)  68 ( 4 ) 351 - 357 2019.04

    Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted,  ISSN  0514-5163

     View Summary

    <p>In order to discuss the quality assurance of additively manufactured lattice structure made by aluminum alloy (AlSi10Mg) using 3D printing technology or selective laser sintering technique, compression test, micro-CT imaging and finite element analysis were carried out. The specimens were manufactured by 2 printing service companies with different expertise, which led to the choice of different process parameters such as the building direction, support structure, powder bed temperature and laser scanning speed. The largely scattered compressive peak loads were in good linear positive correlation with the weight, which is the easiest and convenient index for the quality assurance. On the other hand, the apparent density was almost the same. The reason why the weight of the products was largely scattered was investigated by micro-CT image analysis and finite element analysis. Also by comparison with the CAD data, the influence of manufacturer-dependent process parameters on the strength was discussed.</p>

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Papers, etc., Registered in KOARA 【 Display / hide

Reviews, Commentaries, etc. 【 Display / hide

  • 口腔インプラント周囲骨のマイクロCTイメージベース有限要素解析

    高野直樹

    日本歯科理工学会誌 (日本歯科理工学会)  40 ( 1 ) 9 - 12 2021.01

    Introduction and explanation (scientific journal), Single Work,  ISSN  1884-4421

  • 加工・造形不良と不確かさを考慮したモデリングと品質保証

    高野 直樹

    機械の研究 (養賢堂)  72 ( 10 ) 761 - 767 2020.10

    Introduction and explanation (others), Single Work,  ISSN  0368-5713

  • バイオメカニクス分野における不確かさを考慮したマルチスケールシミュレーション

    田原大輔, 高野直樹

    計算工学 (日本計算工学会)  22 ( 1 ) 3552 - 3555 2017.01

    Introduction and explanation (others), Joint Work

  • FEM解析の品質マネジメントとV&V

    TAKANO Naoki

    計算工学 (日本計算工学会)  21 ( 1 ) 3376 - 3379 2016.01

    Introduction and explanation (scientific journal), Single Work

  • マルチスケール有限要素法による海綿骨の力学解析とその品質保証

    TAKANO Naoki

    日本骨形態計測学会誌 24 ( 1 ) 33 - 40 2014.03

    Introduction and explanation (scientific journal), Single Work

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Presentations 【 Display / hide

  • 金属3D積層造形におけるサポート内ミクロ構造のマイクロCTイメージベース解析

    森川正崇, Raphael Farcy, 高野直樹, 瀧澤英男, 小高研人, 松永智

    日本機械学会第34回計算力学講演会 (オンライン) , 2021.09, Oral Presentation(general), 日本機械学会

  • インプラント周囲骨におけるオステオンのイメージベース・ズーミングFEM解析

    高野直樹, Noemie Jeannin

    日本機械学会第34回計算力学講演会 (オンライン) , 2021.09, Oral Presentation(general), 日本機械学会

  • アルミ合金3D積層造形品の幾何的および物理的パラメータのばらつきを考慮した力学的挙動の事前予測

    田中春満, 高野直樹, 瀧澤英男

    日本機械学会第34回計算力学講演会 (オンライン) , 2021.09, Oral Presentation(general), 日本機械学会

  • 歯科矯正用ポリエステルアライナーの熱成形および歯科矯正時のひずみの変化

    山口直希, 高野直樹, 塩竈素哉, 澤村萌香, 中納治久, 槇宏太郎

    日本機械学会2021年度年次大会 (オンライン) , 2021.09, Oral Presentation(general), 日本機械学会

  • Second harmonic generation image-based strain analysis of an osteon in peri-implant jaw bone

    Noemie Jeannin, Naoki Takano, Kento Odaka, Satoru Matsunaga

    The 12th International Conference on Computational Methods (Online) , 2021.07, Oral Presentation(general)

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide

  • 3D積層造形のための不確かさの系統的モデリングと確率的疲労寿命予測による品質保証

    2020.04
    -
    2024.03

    日本学術振興会, 科学研究費補助金 基盤研究(B), 高野直樹, Research grant, Principal Investigator

  • Proposition of stochastic multiphysics and multiscale modeling with its applications and validation

    2016.04
    -
    2020.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, 高野 直樹, 大谷 章夫, 松田 哲也, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Principal Investigator

     View Summary

    1. 基盤となる計算手法の開発 : 確率均質化法によりマクロ特性のみならずミクロひずみを計算する理論とプログラム開発を行うとともに、損傷予測、損傷進展解析のアルゴリズムを開発した。後述の3にて実用的問題の解析に成功した。
    2. 基礎データ取得 : GFRPの射出成形品の繊維長分布の実測、ならびにマイクロドロップレット試験による界面強度の実測データを取得した。繊維長分布の実測値から対数正規分布で近似し、短繊維強化FRPのマクロ特性の確率的予測シミュレーションに成功した。
    3. テキスタイルFRPの確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング : 3次元織物複合材料における損傷発生予測、賦形を考慮したミクロ構造モデリング手法を開発し、実用的問題の確率的シミュレーションに成功した。また、成形時の樹脂流動による変形問題(マルチフィジックス問題)を解く際のモデリング法・アルゴリズム上の問題点の解決策を検討した。
    4. 金属3Dプリンティングの確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング : 材料特性に関し、FEM解析のための非線形材料モデルをばらつきを考慮しつつ構築した。また、マイクロCTイメージベースFEM解析も行い、造形品の強度低下要因に関する新たな知見を得ることができた。サポート構造内のミクロ構造も寸法計測とマイクロCT撮像を行い、熱伝導・熱変形解析用の基礎データを取得した。
    5. 応用・発展探索 : 金属熱処理シミュレーションにおけるPIRTを完成させ、特に重要な熱伝達率に注目し、金属組織の変態も考慮した冷却シミュレーション(熱伝導解析)を行い、要因分析を実施し、新たな知見を得た。
    6. 情報発信 : 論文発表、国内外の講演会発表を行った。特に、講演会ではOSを実施したほか、研究会活動も継続し、年度内に4回の会合を開催し、産業界に向けた情報発信を行った。
    計画通り、基盤となる計算手法の開発、基礎データ取得を行うことができ、テキスタイル複合材料、金属3Dプリンティングへの適用、ならびに金属熱処理シミュレーションという発展課題ともに順調に研究を遂行することができた。情報発信についても、多数の論文、国内外講演会での発表を行った。
    研究計画調書に記載の通り、これまでに開発した計算手法および取得した計測データに基づき、FRPの成形プロセスにおけるマルチフィジックス・マルチスケール解析、金属熱処理プロセスのマルチフィジックス・マルチスケール解析において、不確かさを考慮した新規手法を開発する。同時に、非線形解析時の計算コスト低減による実用化を図るため、計算手法の改良について検討する。短繊維強化複合材料については、実用性に配慮した確率的ミクロ構造モデリング法を開発する。以上、すべて当初計画の通りである。

  • Development of Force Sinsible Surgery Simulator Aiming at Technology Transfer for Oral Implant Surgery

    2015.04
    -
    2018.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, 高野 直樹, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Principal Investigator

Works 【 Display / hide

  • 顎骨内部、3次元画像で再現 インプラント確実性向上

    TAKANO Naoki

    2008.08
    -
    Present

    Other, Single

  • 骨内部の荷重経路-主応力ベクトルの可視化でインプラントの影響が観察可能に

    TAKANO Naoki

    2007.08
    -
    Present

    Other, Joint

  • 海綿骨の高精度応力解析-マルチスケール理論により高品質シミュレーションを実現

    TAKANO Naoki

    2007.08
    -
    Present

    Other, Joint

  • 人工歯根治療を支援 ソフト開発 骨にかかる力解

    TAKANO Naoki

    2007.03
    -
    Present

    Other, Joint

  • 骨の強さ、より正確に

    TAKANO Naoki

    2006.06
    -
    Present

    Other, Single

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Awards 【 Display / hide

  • 日本計算工学会フェロー

    高野直樹, 2021.05, 日本計算工学会

    Type of Award: Other Awards.  Country: 日本

  • 日本複合材料学会フェロー

    2017.01, 日本複合材料学会

    Type of Award: Other Awards

  • 日本機械学会賞(論文)

    Yuto Yoshiwara, Miguel Clanche, Khairul Salleh Basaruddin, Naoki Takano and Takayoshi Nakano, 2014.05, 日本機械学会, Numerical Study on the Morphology and Mechanical Role of Healthy and Osteoporotic Vertebral Trabecular Bone

    Type of Award: Awards of National Conference, Council and Symposium

  • 日本機械学会フェロー

    TAKANO Naoki, 2014.01, 日本機械学会

    Type of Award: Awards of National Conference, Council and Symposium

  • 日本計算工学会川井メダル

    TAKANO Naoki, 2013.05, 日本計算工学会, マルチスケール法に関する研究業績

    Type of Award: Awards of National Conference, Council and Symposium

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Courses Taught 【 Display / hide

  • PROJECT LABORATORY IN MECHANICAL ENGINEERING

    2021

  • MECHANICS AND NUMERICAL SIMULATION OF ADVANCED MATERIALS

    2021

  • LABORATORIES IN SCIENCE AND TECHNOLOGY

    2021

  • INTRODUCTION TO MATERIALS SCIENCE

    2021

  • INDEPENDENT STUDY ON SCIENCE FOR OPEN AND ENVIRONMENTAL SYSTEMS

    2021

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Social Activities 【 Display / hide

  • 関東CAE懇話会

    2014.11
    -
    Present
  • 京都市教育委員会京都こどもモノづくり事業推進委員会・至高の動くおもちゃグループ

    2007.07
    -
    2008.03
  • 京都市教育委員会京都こどもモノづくり事業推進委員会・モノづくり倶楽部グループ

    2007.07
    -
    2008.03
  • CAE懇話会

    2006.04
    -
    2008.03
  • 独立行政法人産業技術総合研究所「セラミック材を対象としたマルチスケールCAEの研究」

    2005.08
    -
    2008.03

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Memberships in Academic Societies 【 Display / hide

  • 日本機械学会

     
  • 日本計算工学会

     
  • 日本材料学会

     
  • 日本複合材料学会

     
  • International Association on Computational Mechanics (IACM)

     

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Committee Experiences 【 Display / hide

  • 2021.04
    -
    2022.03

    部門長, 日本機械学会計算力学部門

  • 2020.08
    -
    2021.03

    HPCIシステムの今後の運営の在り方に関する調査検討ワーキンググループ委員, 高度情報科学技術研究機構

  • 2020.04
    -
    Present

    総務委員会委員, 日本機械学会計算力学部門

  • 2020.04
    -
    2021.03

    副部門長, 日本機械学会計算力学部門

  • 2019.06
    -
    2019.11

    HPCI成果報告会プログラム委員会委員, 高度情報科学技術研究機構

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