高野　直樹 (タカノ　ナオキ)

Takano, Naoki

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所属（所属キャンパス）

理工学部 機械工学科 （矢上）

職名

教授

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外部リンク
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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1988年04月
    -
    1994年03月

    東京大学工学部精密機械工学科助手

  • 1993年05月
    -
    1994年03月

    ミシガン大学機械工学・応用力学科訪問研究員

  • 1994年04月
    -
    1995年11月

    大阪大学工学部生産加工工学科助手

  • 1995年12月
    -
    2004年03月

    大阪大学大学院工学研究科生産科学専攻助教授

  • 2004年04月
    -
    2008年03月

    立命館大学理工学部マイクロ機械システム工学科教授

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1986年03月

    東京大学, 工学部, 精密機械工学科

    大学, 卒業

  • 1988年03月

    東京大学, 工学系研究科, 精密機械工学専攻

    大学院, 修了, 修士

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（工学）, 東京大学, 論文, 1993年01月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • 機械材料・材料力学 (Machine Material/Material Mechanics)

  • 計算科学

  • ナノ材料工学

  • 複合材料・表界面工学

  • 構造・機能材料

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • アディティブマニュファクチャリング

  • コンピュータシミュレーション

  • バイオメカニクス

  • マルチスケールシミュレーション

  • 有限要素法

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研究テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

  • 確率的イメージベース・マルチスケール法に関する研究, 

    2011年
    -
    継続中

    　研究概要を見る

    多孔質材料などの不均質材料のミクロ構造における種々の不確かさ（Uncertainty）を考慮した確率的イメージベース・マルチスケール法の理論と実践に関する研究

  • 多孔質材料・複合材料のモルフォロジー分析・マルチスケール解析とミクロ構造設計, 

    1999年
    -
    継続中

  • 3D積層造形品の品質保証へのCAEの応用, 

    2014年
    -
    継続中

  • 海綿骨の計算バイオメカニクス, 

    2003年
    -
    継続中

    　研究概要を見る

    海綿骨のミクロなネットワーク構造とナノスケールの生体アパタイト結晶配向も考慮したマルチスケール法により、静的・動的な力学的挙動と、ミクロなモルフォロジー分析などを行う

  • 口腔インプラント手術シミュレーターの開発, 

    2009年
    -
    継続中

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年05月

    担当範囲: 有限要素法による椎体骨強度の評価

  • バイオマテリアル研究の最前線

    高野 直樹, 日本金属学会, 2014年10月

  • 「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年07月

  • 工学シミュレーションの品質保証とＶ＆Ｖ

    白鳥正樹・越塚誠一・吉田有一郎・中村均・堀田亮年・高野 直樹, 丸善, 2013年01月

  • マイクロメカニカルシミュレーション

    高野 直樹, コロナ社, 2008年

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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

    材料 （日本材料学会)  70 （ 1 ） 57 - 63 2021年01月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

  • 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 （日本機械学会)  6   20-00228 2020年10月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

  • 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年06月

    研究論文（学術雑誌）, 査読有り

  • 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年01月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

  • 3Dプリンティング技術により積層造形されたアルミ合金ラティス構造の圧縮特性に関する研究

    高野直樹, 瀧澤英男, 伊藤幸太, 小高研人, 松永智, 阿部伸一

    材料 （日本材料学会)  68 （ 4 ） 351 - 357 2019年04月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0514-5163

    　概要を見る

    <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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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年01月

    総説・解説（学術雑誌）, 単著,  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年10月

    総説・解説（その他）, 単著,  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年01月

    総説・解説（その他）, 共著

  • FEM解析の品質マネジメントとV&V

    高野 直樹

    計算工学 (日本計算工学会)  21 ( 1 ) 3376 - 3379 2016年01月

    総説・解説（学術雑誌）, 単著

  • 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

    高野 直樹

    日本骨形態計測学会誌 24 ( 1 ) 33 - 40 2014年03月

    総説・解説（学術雑誌）, 単著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年09月, 口頭（一般）, 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年09月, 口頭（一般）, 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年09月, 口頭（一般）, 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年07月, 口頭（一般）

  • Predictive study on mechanical behavior of additively manufactured nylon products with holes considering a probable occurrence of geometrical imperfection

    Mizuki Maruno, Naoki Takano

    The 12th International Conference on Computational Methods (Online) , 2021年07月, 口頭（一般）

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競争的資金等の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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年04月
    -
    2024年03月

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

  • 確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認

    2016年04月
    -
    2020年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 高野　直樹, 大谷 章夫, 松田 哲也, 基盤研究(B), 補助金,  代表

    　研究概要を見る

    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。

  • 口腔インプラント手術の技術伝承を目的とした力覚体感型シミュレータの開発

    2015年04月
    -
    2018年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 高野　直樹, 挑戦的萌芽研究, 補助金,  代表

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Works 【 表示 ／ 非表示 】

  • 顎骨内部、３次元画像で再現　インプラント確実性向上

    高野 直樹

    2008年08月
    -
    継続中
    , 

    その他, 単独

  • 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

    高野 直樹

    2007年08月
    -
    継続中
    , 

    その他, 共同

  • 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

    高野 直樹

    2007年08月
    -
    継続中
    , 

    その他, 共同

  • 人工歯根治療を支援　ソフト開発　骨にかかる力解

    高野 直樹

    2007年03月
    -
    継続中
    , 

    その他, 共同

  • 骨の強さ、より正確に

    高野 直樹

    2006年06月
    -
    継続中
    , 

    その他, 単独

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本計算工学会フェロー

    高野直樹, 2021年05月, 日本計算工学会

    受賞区分： その他の賞,  受賞国： 日本

  • 日本複合材料学会フェロー

    2017年01月, 日本複合材料学会

    受賞区分： その他の賞

  • 日本機械学会賞（論文）

    Yuto Yoshiwara, Miguel Clanche, Khairul Salleh Basaruddin, Naoki Takano and Takayoshi Nakano, 2014年05月, 日本機械学会, Numerical Study on the Morphology and Mechanical Role of Healthy and Osteoporotic Vertebral Trabecular Bone

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本機械学会フェロー

    高野 直樹, 2014年01月, 日本機械学会

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本計算工学会川井メダル

    高野 直樹, 2013年05月, 日本計算工学会, マルチスケール法に関する研究業績

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 機械工学総合実験

    2021年度

  • 先進材料の力学と数値シミュレーション

    2021年度

  • 理工学基礎実験

    2021年度

  • 材料科学の基礎

    2021年度

  • 開放環境科学課題研究

    2021年度

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社会活動 【 表示 ／ 非表示 】

  • 関東CAE懇話会

    2014年11月
    -
    継続中

  • 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年07月
    -
    2008年03月

  • 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年07月
    -
    2008年03月

  • CAE懇話会

    2006年04月
    -
    2008年03月

  • 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年08月
    -
    2008年03月

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2021年04月
    -
    2022年03月

    部門長, 日本機械学会計算力学部門

  • 2020年08月
    -
    2021年03月

    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年04月
    -
    継続中

    総務委員会委員, 日本機械学会計算力学部門

  • 2020年04月
    -
    2021年03月

    副部門長, 日本機械学会計算力学部門

  • 2019年06月
    -
    2019年11月

    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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