東北大学とNEC、マテリアルズインテグレーションシステムによる航空機用複合材料開発シミュレーションのサービスを提供開始 ~スーパーコンピュータを活用し、高機能材料開発に貢献~

2022/03/18

【本学研究者情報】
〇大学院工学研究科航空宇宙工学専攻 教授 岡部 朋永
研究室ウェブサイト

概要

国立大学法人東北大学 大学院工学研究科(注1)同 大学院情報科学研究科(注2)同 サイバーサイエンスセンター(注3)日本電気株式会社(注4、以下 NEC)は、航空機の機体・エンジン等において主要構造材料として利用されている炭素繊維強化プラスチック(CFRP、注5)およびそれを用いた構造の開発を加速すべく、スーパーコンピュータを活用したマテリアルズインテグレーションシステムCoSMIC(Comprehensive System for Materials Integration of CFRP)によるシミュレ―ションのサービスを2022年5月から提供開始します。

本システムは、内閣府が主導する戦略的イノベーション創造プログラム(注6)「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」の成果(注7)によるもので、利用者インタフェース、CFRP材料・構造開発をサポートするためのシミュレーション、実行プラットフォームから構成されています。

また、本システムにおけるシミュレーションは、産学官で連携して航空機開発を中心とした複合材産業の発展に寄与するために設立されたCoSMIC利用促進委員会(注8)を通して最新の研究成果として公開されています。


図 CoSMICについて

航空機構造材料の分野において、日本は優れた特性を有する材料を数多く生み出してきた一方で、その開発に膨大なコスト・期間を費やしてきました。世界的にデジタル化が進み、市場への投入期間の短縮が求められる現状において、高性能な材料・構造を短期間で効率良く開発し、社会実装することが課題となっています。

こうした中、戦略的イノベーション創造プログラムにおいて、社会実装に向けた産学官連携のCoSMIC利用促進委員会が2020年に設立されました。本委員会は、本システムの利用促進のため、産学官で共同研究開発を行い、本システムを維持・発展させることを目的としています。

CoSMICは、これまで東北大学が中心となって開発してきた航空機用複合材料・構造開発向けシミュレーション技術とスーパーコンピュータの高速化技術、および NECのベクトル型スーパーコンピュータ「SX-Aurora TSUBASA(注9)」のベクトル技術を集結したシステムです。CoSMIC利用促進委員会に参加することで、CFRP材料・構造に関する最新シミュレーションが入手でき、東北大学サイバーサイエンスセンターの「スーパーコンピュータAOBA(注10)」の実行プラットフォーム上で、利用者インタフェースから実行することが可能です。

またNECは、本システムを利用する上でLinuxやスーパーコンピュータの知識を必要としない利用者インタフェースの開発を行っています。さらに2022年度中に本システムをクラウドサービスとして提供することを検討しています。

東北大学とNECは、本サービスの提供を通じて航空機の軽量化による環境負荷低減を推進し、脱炭素社会の実現に貢献していきます。

用語解説

(注1)所在地:宮城県仙台市、研究科長:湯上 浩雄

(注2)所在地:宮城県仙台市、研究科長:加藤 寧

(注3)所在地:宮城県仙台市、センター長:菅沼 拓夫

(注4)本社:東京都港区、代表取締役 執行役員社長 兼CEO:森田 隆之

(注5)炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastic)
炭素繊維とプラスチックの複合材料。軽量・高硬度・高剛性という特徴を持ち、主に航空機の機体等に利用されている。

(注6)戦略的イノベーション創造プログラム
総合科学技術・イノベーション会議が自らの司令塔機能を発揮して、府省の枠や旧来の分野の枠を超えたマネジメントに主導的な役割を果たすことを通じて、科学技術イノベーションを実現するために新たに創設するプログラム。
https://www8.cao.go.jp/cstp/gaiyo/sip/

(注7)東北大学とNEC、スーパーコンピュータを活用して航空機用複合材料開発を加速する マテリアルズインテグレーションシステムの研究開発を開始
https://jpn.nec.com/press/202007/20200701_01.html

(注8)CoSMIC利用促進委員会
CoSMICの維持・発展及びCFRP産業の発展に寄与することを目的として東北大学を拠点としたコンソーシアムの設立を計画しており、その準備会合として設立。

(注9)SX-Aurora TSUBASA
https://jpn.nec.com/hpc/sxauroratsubasa/index.html

(注10)東北大学サイバーサイエンスセンターに導入されたNECのSX-Aurora TSUBASAを中核とするベクトル型スーパーコンピュータ
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2020/09/press20200928-04-AOBA.html

お問合せ先

< 研究に関して >
東北大学 大学院工学研究科 航空宇宙工学専攻 教授 岡部 朋永、助教 川越 吉晃
TEL:022-795- 6981
E-mail:tomonaga.okabe.a8@tohoku.ac.jpkawagoe@tohoku.ac.jp
< 報道に関して >
東北大学工学研究科・工学部 情報広報室
TEL:022-795-5898
E-mail:eng-pr@grp.tohoku.ac.jp
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