研究者データベース

丸山 泰蔵マルヤマ タイゾウ

所属部署名
職名
Last Updated :2020/07/04

研究者基本情報

基本情報

氏名

  • 氏名

    丸山 泰蔵
  • 氏名(カナ)

    マルヤマ タイゾウ

基本情報

  • アバター画像URI

    https://researchmap.jp/taizo_maruyama/avatar.jpg
  • URL

所属

所属・職名

  • 部署

    大学院理工学研究科 生産環境工学専攻
  • 職名

    講師

学歴等

学位

  • 博士(工学)
  • 修士(工学)

研究活動情報

研究分野等

研究分野

  • 社会基盤(土木・建築・防災), 構造工学、地震工学

研究キーワード

  • 非破壊検査
  • 弾性波動
  • 計算力学
  • 応用力学

著書・発表論文等

論文

  • Pseudo-projection approach to reconstruct locations of point-like scatterers characterized by Lamé parameters and mass densities in an elastic half-space, Terumi Touhei, Taizo Maruyama, International Journal of Solids and Structures, International Journal of Solids and Structures, 2019年09月, [査読有り], 0020-7683, 10.1016/j.ijsolstr.2019.04.019
  • Steady-state anti-plane shear wave scattering by a crack with friction, Taizo Maruyama, Terumi Touhei, Journal of the Acoustical Society of America, Journal of the Acoustical Society of America, 2018年06月, [査読有り], 0001-4966, 10.1121/1.5042163
  • 接触音響非線形性を伴うき裂による散乱問題に対する調和バランス-境界要素法の定常解の安定性について, 丸山 泰蔵, 東平 光生, 土木学会論文集A2(応用力学), 土木学会論文集A2(応用力学), 2018年, [査読有り]
  • Numerical study on sub-harmonic generation due to interior and surface breaking cracks with contact boundary conditions using time-domain boundary element method, Taizo Maruyama, Takahiro Saitoh, Sohichi Hirose, International Journal of Solids and Structures, International Journal of Solids and Structures, 2017年11月, [査読有り], 0020-7683, 10.1016/j.ijsolstr.2017.07.029
  • き裂面の接触音響非線形性を伴う散乱問題に対する調和バランス-境界要素法, 丸山 泰蔵, 東平 光生, 計算数理工学論文集, 計算数理工学論文集, 2017年, [査読有り]
  • Transient elastic wave analysis of 3-D large-scale cavities by fast multipole BEM using implicit Runge-Kutta convolution quadrature, T. Maruyama, T. Saitoh, T. Q. Bui, S. Hirose, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2016年05月, [査読有り], 0045-7825, 10.1016/j.cma.2016.02.002
  • き裂面の接触音響非線形性による分調波発生現象の3次元数値シミュレーション, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 土木学会論文集A2(応用力学), 土木学会論文集A2(応用力学), 2016年, [査読有り]
  • 時空間方向に高速化された3次元音響波動問題に対するCQ-BEM, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 計算数理工学論文集, 計算数理工学論文集, 2015年12月, [査読有り], 1348-5245
  • 接触条件を考慮したき裂による2次元分調波励起シミュレーション, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 土木学会論文集A2(応用力学), 土木学会論文集A2(応用力学), 2015年, [査読有り]
  • 演算子積分時間領域境界要素法を用いた接触境界条件を考慮した3次元クラックによる弾性波動散乱解析, 斎藤 隆泰, 金井 翔平, 丸山 泰蔵, 計算数理工学論文集, 計算数理工学論文集, 2014年12月, [査読有り], 1348-5245
  • 音響波動-弾性波動連成問題に対する陰的Runge-Kutta法を用いたCQ-FMBEM, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 計算数理工学論文集, 計算数理工学論文集, 2014年12月, [査読有り], 1348-5245
  • CQ-BEMを用いた非線形超音波法の3次元数値シミュレーション, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 土木学会論文集A2(応用力学), 土木学会論文集A2(応用力学), 2014年, [査読有り], 10.2208/jscejam.70.I_235
  • 3次元スカラー波動問題に対する陰的Runge-Kutta法を用いた演算子積分時間領域高速多重極境界要素法, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 土木学会論文集A2(応用力学), 土木学会論文集A2(応用力学), 2013年, [査読有り], 10.2208/jscejam.69.I_175
  • 陰的Runge-Kutta法を用いた演算子積分時間領域境界要素法及び3次元スカラー波動問題への応用, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 計算数理工学論文集, 計算数理工学論文集, 2012年12月, [査読有り], 1348-5245
  • 流体-固体連成問題のための演算子積分時間領域境界要素法および空気超音波シミュレーションへの応用, 斎藤 隆泰, 丸山 泰蔵, 廣瀬 壮一, 土木学会論文集A2(応用力学), 土木学会論文集A2(応用力学), 2011年, [査読有り], 10.2208/jscejam.67.I_145

MISC

  • 異種材料接合界面に対する三次元非線形超音波シミュレーション : 不完全接合界面の繰り返し打撃による高調波の発生特性 (特集 超音波分野の数値シミュレーション技術と実際), 丸山 泰蔵, 廣瀬 壮一, 超音波techno, 日本工業出版, 超音波techno, 29, 5, 18, 22, 2017年09月, 0916-2410, http://id.ndl.go.jp/bib/028593098
  • Steady-state analysis of nonlinear ultrasonic waves caused by crack face friction, Taizo Maruyama, Terumi Touhei, Proceedings of Meetings on Acoustics, Proceedings of Meetings on Acoustics, 29, 1, 2016年11月, 1939-800X, 10.1121/2.0000506, © 2017 Acoustical Society of America. In nonlinear ultrasonic testing (NLUT) based on contact acoustic nonlinearity (CAN), higher- and subharmonic waves are measured and analyzed for detection of cracks. Theoretical explanation of the harmonic generation is desirable for accurate NLUT. In particular, the steady-state motion of crack faces is supposed to significantly affect behavior of higher- and sub-harmonic wave generation. However, the detail of wave scattering by cracks with CAN has not been clarified yet. Therefore, in order to investigate the detail of steady-state vibration accompanied with contact of crack faces, the authors coupled the boundary element method (BEM) and harmonic balance method. In the proposed method, a concept of the steady-state and nonlinear vibration of crack faces is introduced as asymptotic behavior of vibration that can be recognized after sufficiently elapsed time. The scattering model is for the antiplane shear wave field that causes the crack face friction. Several numerical calculations were performed to examine and verify the accuracy of the proposed formulation. The present results showed almost complete agreement with those obtained by the conventional time-domain BEM. It was also found that the nonlinear effects for the present model were mainly due to the third-order higher-harmonic waves.
  • 接触条件を考慮したき裂による2次元高調波・分調波励起シミュレーション (非線形超音波法による非破壊検査・評価(5)), 丸山 泰蔵, 廣瀬 壮一, 非破壊検査, 日本非破壊検査協会, 非破壊検査, 64, 12, 586, 592, 2015年12月, 0367-5866, http://id.ndl.go.jp/bib/026978179
  • 2次元時間領域境界要素法を用いた閉口き裂による分調波励起シミュレーション, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science, 日本計算工学会, 計算工学講演会論文集 Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science, 20, 6p, 2015年06月, http://id.ndl.go.jp/bib/026503092
  • 216 2次元波動問題に対する演算子積分Galerkin境界要素法・有限要素法結合解法, 市川 諒, 斎藤 隆泰, 丸山 泰蔵, 廣瀬 壮一, 計算力学講演会講演論文集, 一般社団法人 日本機械学会, 計算力学講演会講演論文集, 2015, 0, _216, 1_-_216-2_, 2015年, 10.1299/jsmecmd.2015.28._216-1_
  • 固体界面での接触音響非線形性を考慮した超音波の3次元数値シミュレーション (特集 LU2013(1)先進超音波計測), 廣瀬 壮一, 丸山 泰蔵, 非破壊検査, 日本非破壊検査協会, 非破壊検査, 63, 3, 108, 112, 2014年03月, 0367-5866, http://id.ndl.go.jp/bib/025388709
  • J0420204 レーザー法を用いた鋼板接着の評価([J042-02]超音波計測・解析法の新展開(2),機械材料・材料加工部門), 廣瀬 壮一, 橘 肇, 中本 啓介, 島田 義則, コチャエフ オレグ, 山口 雄也, 丸山 泰蔵, 年次大会, 一般社団法人 日本機械学会, 年次大会, 2014, 0, _J0420204, -_J0420204-, 2014年, 10.1299/jsmemecj.2014._J0420204-, In Japan, concrete slabs of highway bridges, especially ones constructed before 1970, have suffered fatigue damage due to repeated traffic loads. "Steel plate bonding method" has been widely used for over 30 years to strengthen damaged concrete slabs. In recent years, however, the repaired structures have also been damaged due to the debonding of adhesive resin between a steel plate and concrete. In this study, a laser based ultrasonic method is developed for remote inspection of bonded steel plates. Some results are obtained in a laboratory measurement of specimens, and are discussed in comparison with impact hammer method and numerical results. It is shown that the laser based method has a promising possibility of effective nondestructive evaluation for steel plate bonding of highway bridges.
  • Improved ultrasonic SAFT imaging of flaws in structures with curved surfaces, Sohichi Hirose, Seitaro Nishimoto, Taizo Maruyama, Yasuaki Nagata, AIP Conference Proceedings, AIP Conference Proceedings, 1581 33, 36, 41, 2014年, 0094-243X, 10.1063/1.4864799, A time domain synthetic aperture focusing technique (SAFT) for flaw imaging of immersed structures with curved surfaces is improved in conjunction with approximate wave solutions, which were obtained in an explicit form by Schmerr (1998). In the improved SAFT, the approximate solutions are used to normalize A-scan waveforms and then the normalized waveforms are superimposed to obtain images with high contrast for a flaw in a structure in curved surfaces. As examples, the proposed SAFT is applied to experimental data for a side drilled hole (SDH) in an immersed round bar. © 2014 AIP Publishing LLC.
  • Simulation for air-coupled ultrasound testing using time-domain BEM, Taizo Maruyama, Takahiro Saitoh, Sohichi Hirose, AIP Conference Proceedings, AIP Conference Proceedings, 1581 33, 550, 555, 2014年, 0094-243X, 10.1063/1.4864868, Air-coupled ultrasound testing is known as one of attractive non-contact ultrasonic NDE methods. However, the sensitivity of the air-coupled method greatly depends on the positioning of transducers, because the difference of acoustic impedance between air and solid is very large. In order to use this method for quantitative detection and evaluation of material flaws, it is necessary to simulate ultrasonic wave propagation and scattering in a solid. For a coupling problem between two media, in which ultrasonic waves travel at greatly different velocities, it is difficult to obtain stable solutions by means of a conventional time-domain boundary element method (BEM). A convolution quadrature time-domain fast multipole BEM (CQ-FMBEM) has been developed for the simulation of ultrasonic wave propagation and scattering in a solid. In the CQ-FMBEM, a convolution quadrature method (CQM) is introduced to make BEM solutions stable by evaluating a convolution integral in a very accurate numerical manner, while a fast multipole method (FMM) is used to accelerate the computations effectively for large scale problems. In this paper, 2-D and 3-D scattering problems of ultrasonic waves due to defects near an interface between air and solid are solved in order to simulate ultrasound scattering phenomena. © 2014 AIP Publishing LLC.
  • 改良型CQ-BEMを用いた空気超音波法の3次元数値シミュレーション, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 理論応用力学講演会 講演論文集, 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」, 理論応用力学講演会 講演論文集, 62, 0, 106, 106, 2013年, 10.11345/japannctam.62.0.106.0, 近年、注目を集めている空気超音波法は、超音波非破壊検査手法の一つであり、試験体に対して非接触状態で空気中から超音波を直接入射させ、材料内部の欠陥を評価する方法である。そのため、接触媒質が不要で効率よく検査ができるという利点を持つ。今までに2次元での数値シミュレーションはいくつか行われているが、3次元数値シミュレーションはほとんど行われていない。3次元的な形状を有する試験体に対する探傷を行うこと、及び探触子が3次元的な形状を有すること等を考慮すると、3次元数値シミュレーションを行うことが必要であると思われる。そこで、本研究では、波動解析に有効な手法である演算子積分時間領域境界要素法をベースとした数値解析を実行し、空気超音波法の3次元数値シミュレーションを行う。
  • 3次元弾性波動問題に対する演算子積分時間領域高速多重極境界要素法, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 理論応用力学講演会 講演論文集, 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」, 理論応用力学講演会 講演論文集, 62, 0, 172, 172, 2013年, 10.11345/japannctam.62.0.172.0, 非定常な時間領域波動問題の解析を効率よく行うことは、非線形問題を精度良く解く上で重要となる。特に、時間領域境界要素法は波動問題のような開領域を扱わねばならない問題に対して威力を発揮する。実際、非破壊検査等のシミュレーションでは、(半)無限領域を扱うことが多く、適した手法であるといえる。本論文では、近年開発された陰的Runge-Kutta法を用いた演算子積分時間領域境界要素法を3次元弾性波動問題へ適用し、さらに境界要素法の高速化手法として代表的な高速多重極法の適用をも行う。本手法の特徴は、これまでに提案されてきた演算子積分時間領域境界要素法よりも時間に関する精度が高いこと、及び高速多重極法を適用することでさらなる計算効率の向上を見込める点にある。また、陰的Runge-Kutta法は高次においても高い安定性を持つ手法が数多く存在するため、精度次数を自由に選択できることも本手法の特徴である。
  • 空気超音波法に対する波動伝搬解析, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, 非破壊検査 : journal of N.D.I, 非破壊検査 : journal of N.D.I, 61, 3, 111, 112, 2012年03月, 0367-5866
  • OS0715 空気超音波法に対する3次元数値シミュレーション, 丸山 泰蔵, 斎藤 隆泰, 廣瀬 壮一, M&M材料力学カンファレンス, 一般社団法人 日本機械学会, M&M材料力学カンファレンス, 2012, 0, _OS0715, 1_-_OS0715-3_, 2012年, 10.1299/jsmemm.2012._OS0715-1_, This paper presents a 3D numerical simulation for air-coupled ultrasonic testing. Air-coupled ultrasonic testing has some advantages because this method is one of non-contact ultrasonic NDE methods. However, the positioning of air-coupled transducers is very sensitive, because the difference of acoustic impedance between air and solid is very large. In order to use this method for evaluation of various materials, it needs to simulate wave propagation in a solid medium. A BEM (boundary element method) is an effective method for wave propagation problems. Therefore, the BEM formulation using the CQM (convolution quadrature method) is developed for air-coupled ultrasonic testing and the numerical results for 3D wave simulation are shown.

その他研究情報

受賞

競争的資金

  • 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, き裂面の接触を利用した非線形超音波法に対する定常散乱解析の高度化, 丸山 泰蔵
  • 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援, き裂面の接触による分調波発生現象に対する非線形定常振動解析を用いた定量的評価, 丸山 泰蔵, 構造物・機械の超音波を用いた非破壊検査手法の一つである非線形超音波法についての研究を実施した.非線形超音波法において,入射波の二分の一の周波数成分を含む受信波が得られる場合があり,その解析のための新たな数値シミュレーション手法を開発した.開発した手法を用い,き裂が部材に存在することによる共振特性の変化,及びき裂面の接触の相互作用に起因して,特定の条件下で局所的に複雑な共振現象が発生することを確認した.これは分数調波共振と呼ばれる現象であり,この現象によって入射波の二分の一の周波数成分を有する散乱波が発生し得ることがわかった.
  • 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 大規模波動解析手法の開発及びコンクリート材料に対する非破壊検査への応用, 丸山 泰蔵, 平成27年度は,閉口き裂に対する検出手法である非線形超音波法に対する基礎的なアプローチとして,数値シミュレーションによる分調波発生現象の再現,及びその原因の考察を行う予定であった.また,境界要素法・有限要素法結合解法の開発を行い,非線形超音波法の非均質材料へのアプローチを見通しの良いものにする予定であった. 分調波シミュレーションに関しては,平成26年度中に2次元時間領域境界要素法を用いた数値シミュレーションによって材料内部のき裂に対する分調波発生現象の再現に成功したため,平成27年度はその数値シミュレーション手法を材料表面に存在するき裂に対して拡張すること,及び3次元数値シミュレーションの実行を予定していた.成果としては,先行研究の計測実験において分調波発生現象が報告されている材料表面に存在するき裂に対して数値シミュレーション手法を拡張した.その後,数値シミュレーションを実行し,表面き裂による分調波発生現象の再現に成功した.また,その数値シミュレーションから,自由表面による弾性波の反射とき裂面の接触との相互作用によって,分調波発生現象が起こっていることを示唆する結果が得られた.さらに,平成26年度に行った3次元時間領域境界要素法の高速・効率化の成果を元に,非線形超音波法の数値シミュレーション手法を3次元へと拡張し,材料内部のき裂に対して解析を行った.その結果,有限の奥行き長さを有する2次元の場合と似た形状のき裂モデルに対して,分調波の発生が確認できた.また,奥行き長さが分調波発生現象に与える影響を調べた. 非均質材料へのアプローチである境界要素法・有限要素法結合解法の開発に関しては,2次元波動問題に対してGalerkin法を用いた定式化を行い,数値シミュレーションを実行することによって,その妥当性を検証した.


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