Noguchi So

Faculty of Information Science and Technology　Systems Science and Informatics　System SynthesisProfessor
Last Updated :2025/12/04

■Researcher basic information

Researchmap personal page

Home Page URL

J-Global ID

Research Keyword

  • Applied Superconductivity
  • Power System
  • Electromagnetic Energy System
  • 科学的可視化技術
  • 逆問題・最適化設計・経済性最適化
  • 電磁界数値解析
  • Scientific Visualization
  • Optimization and Inverse Probrems
  • Numerical Analysis for Electromagnetics

Research Field

  • Life sciences, Medical systems
  • Informatics, Sensitivity (kansei) informatics
  • Informatics, Soft computing
  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering), Electrical power engineering

Educational Organization

■Career

Career

  • Sep. 2023 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Information Science and Technology, Professor
  • Apr. 2004 - Aug. 2023
    Hokkaido University, Associate Professor
  • Oct. 2017 - Sep. 2022
    Massachusetts Institute of Technology, Research Affiliate
  • Aug. 2017 - Sep. 2017
    Massachusetts Institute of Technology, Visiting Scientists
  • Dec. 2016 - Jul. 2017
    National High Magnetic Field Laboratory, Visiting Scholar
  • Jun. 2016 - Nov. 2016
    Massachusetts Institute of Technology, Visiting Scientists
  • Feb. 2012 - Dec. 2012
    Massachusetts Institute of Technology, Visiting Scientist
  • Apr. 1999 - Mar. 2004
    Hiroshima University, Research Associate
  • May 1998 - Mar. 1999
    Massachusetts Institute of Technology, Visiting Scientist

Educational Background

  • Apr. 1996 - Mar. 1999, Waseda University, 大学院理工学研究科, 電気工学専攻

Committee Memberships

  • 2007 - Present
    低温工学・超電導学会, 東北・北海道支部 幹事会委員, Society
  • 2011
    電気学会, 北海道支部 総務企画幹事, Society
  • 2010
    電気学会, 北海道支部 代議員, Society
  • 2009
    電気学会, 調査専門委員会委員, Society
  • 2007 - 2008
    電気学会, 北海道支部 会計幹事, Society
  • 2007 - 2008
    電気学会, 調査専門委員会委員, Society
  • 2005 - 2006
    電気学会, 調査専門委員会 幹事, Society

■Research activity information

Awards

  • 2005, 優秀論文発表賞　　　　　　　　　　　　　　　
    Japan

Papers

Other Activities and Achievements

Books and other publications

  • シミュレーション辞典　　　　　　　　　　　　　　　
    野口 聡
    2012, [Contributor]

Lectures, oral presentations, etc.

Affiliated academic society

  • 日本シミュレーション学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • International Compumag Society　　　　　　　　　　　　　　　
  • IEEE　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本AEM学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 低温工学・超電導学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 電気学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • Cryogenics and Superconductivity Society of Japan　　　　　　　　　　　　　　　

Research Themes

  • マルチスケール数値解析とAIによる超高磁場マグネットの高耐久高安定化技術の確立
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2028
    野口 聡, 金 錫範
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 24K00859
  • 核種分離・変換用高エネルギー・大出力小型サイクロトロン自動共鳴加速器の概念設計
    科学研究費助成事業
    28 Jun. 2024 - 31 Mar. 2027
    野口 聡
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 24K21612
  • Realization of highly robust, high-performance, low-cost high-temperature superconducting coil systems without protection
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025
    石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 福井 聡
    本研究は、標的α線核医学治療用のα線放出RI（放射性同位体）製造のための高温超伝導スケルトン・サイクロトロン（HTS-SC）用REBCOコイルシステムの開発を最終目標としている。そしてその実応用に向けて、「常伝導転移事故に対する確実な検出・保護が必須」と「製作コストが高額」という２つの大きな障壁を克服する技術の確立を目的に、①高安定：コイル内に劣化や欠陥が発生しても継続運転が可能、②無保護：継続運転が不可能な状態になっても、従来のような保護装置が不要、③低コスト：劣化・欠陥のある線材の使用を許容、④高性能：未踏ステージへの応用拡大が可能、を実現するためのコイル技術について研究開発を行う計画のもと、2023年度（2年目）は以下を実施した。
    1) .HTS-SC実証用小型REBCOマルチコイルシステムの特性評価：2022年度に製作と測定系の構築を終えた実機の1/2スケールマルチコイルシステムについて、励磁特性評価として、コイル両端電圧、発生磁場の空間分布および時間安定度、電磁応力によるコイル変形の測定等を行うともに、これらを数値的に解析・評価するための計算手法・プログラムを新たに開発した。
    2) 本研究で掲げた「高安定」と「無保護」に関する検討：無絶縁コイル巻線技術を適用したときの電磁的・熱的挙動について評価した。すなわち、HTS-SC用無絶縁REBCOマルチコイルシステム特有の通電特性を解析するための計算機プログラムを新たに開発し、一部のコイルが常伝導転移したときのコイルシステムの熱的・電磁的・機械的挙動を明らかにした。そして、これらの挙動を実験的に検証するためのコイルシステムの一部を製作した。また、無絶縁REBCOコイル用の新たな（外部保護抵抗を用いない）保護方式の可能性を数値的に検証するとともに、実運転を想定して層間の接触不良や線材接続の安定性に与える影響を明らかにした。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Waseda University, 23K22749
  • Realization of highly robust, high-performance, low-cost high-temperature superconducting coil systems without protection
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025
    石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 福井 聡
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Waseda University, 22H01478
  • Development of high field magnets with high stability, high mechanical robustness, and highly economical operation
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2024
    Noguchi So
    As a fundamental investigation of the development of ultrahigh magnetic field beyond 30 T, we have conducted the enhancement of magnet mechanical-robustness, stability, and economical operation. To clarify the damage mechanism of rare-earth barium copper oxide (REBCO) tapes under high magnetic field, we have developed a simulation method to investigate the electromagnetic and mechanical behaviors. To enhance the stability, we have proposed a co-winding method of metal tapes between turns of no-insulation REBCO pancake coils. The reduction of turn-to-turn current reduces losses and enhances economy.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 20H02125
  • Conceptual Design of Microplastic Collection Device from Seawater with Magneto-Archimedes Effect
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    30 Jul. 2020 - 31 Mar. 2023
    Noguchi So
    Based on the magneto-Archimedes theory, a new microplastic collector which utilizes a strong magnetic force by a high magnetic field gradient was conceptually designed. Therefore, a simulation tool has been developed to obtain the phenomenon of microplastics in seawater. As a result, it was clarified to need a high magnetic field gradient (12.5 T/m) and a strong magnetic field beyond 10 T over 1.5-m length. Next, a high field magnet was designed satisfying such field conditions. The present magnet-manufacturing technique is inadequate to withstand a high magnetic stress working to the designed magnet. In the future, a new magnet technology to overcome a high stress must be developed.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, 20K20989
  • Establishment of design principle and basic technology for next generation medical high temperature superconducting skeleton-cyclotron
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
    11 Jun. 2018 - 31 Mar. 2023
    石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 東 達也, 福田 光宏, 鷲尾 方一
    本研究の目標は、進行がんへの効果が期待される核医学治療用α線放出RI（211At）の多量・安定・分散生産のための加速器「高温超伝導スケルトン・サイクロトロン（HTS－SC）」を開発することである。そして本研究課題では、ビーム加速に必要な磁場を高精度に形成するための高温超伝導マルチコイルシステムを実現する5-High技術（高機械強度・高電流密度・高熱的安定・高磁場・高精度磁場）を統合した革新的コイル化技術の確立を目指す。2018年度（初年度）の主な成果としては、まず2021年・22年度に試作・実験を予定している「小型モデル（Baby-HTS-SC）」用と、実規模HTS-SC用のマルチコイルシステムの試設計（制約条件付き非線形最適化）を行った。また5-High統合コイル化技術について、１）高機械強度化技術：提案した「Super-ROROIコイル構造」の有効性を検証するため、Baby-HTS-SC用マルチコイルシステムを対象として、三次元電磁場・構造連成解析を実施し、コイル変形や発生磁場精度への影響等を明らかにした。２）高電流密度化と高熱的安定化を両立する技術（無絶縁コイル技術）：実応用を想定して、複数の無絶縁REBCOコイルを積層したコイルシステムの局所的常伝導転移時の熱的・電磁的振舞いを、数値解析と小型モデルコイルシステムの試作・実験により評価した。解析は実験をよく再現でき、無絶縁コイルシステム特有の過渡特性を明らかにできた。３）高精度の磁場を発生する技術（遮蔽電流磁場の低減）：実証実験用Baby-HTS-SC用マルチコイルシステムについて、自作の三次元非線形過渡電磁場解析プログラムを用いて、遮蔽磁場の影響を明らかにした。また、遮蔽電流磁場の空間分布と時間安定度への影響を低減する方法として、線材細線化法と電流波形制御法について、数値解析により低減効果を評価し良好な結果を得た。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (S), Waseda University, 18H05244
  • 次世代医療用高温超伝導スケルトン・サイクロトロンの設計原理・開発基盤の確立
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2022
    石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 福田 光宏, 鷲尾 方一
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 早稲田大学, 18H03785
  • Fundamental Investigation of shimming by magnetic fluid for next generation MRI/NMR
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    Noguchi So, MIYAO Ryosuke
    I have done a fundamental investigation on a shimming way for next-generation MRI/NMR magnets. Recently, magnets wound with second-generation high-temperature superconducting tape wires are developed all over the world. For example, MIT is making an NMR magnet to generate 30.5 teslas, Japan 9.4-tesla MRI magnet. However, such magnets has a problem on the screening current-induced field. It deteriorates the field homogeneity. Therefore, I have developed a simple simulation method to calculate the screening currents and the field generated by them. In addition, I have developed a accelerating method to compute the field homogeneity of magnets composed of multistacked pancake coils.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 16K01403
  • Establishment of 5H Superconducting Coil System Technology for Next Generation Medical Cuclotron
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    27 Jun. 2014 - 31 Mar. 2018
    Ishiyama Atsushi
    With the purpose of developing a superconducting accelerator "Advanced Hybrid Cyclotron (AHC)" for heavy particle cancer therapy, we have aimed at establishing basic technology for development of REBCO high-temperature superconducting coil system which enables high mechanical strength, high current density, high stability, high magnetic field and high precision magnetic field. And the effectiveness of "Super-YOROI coil structure" for high strength and high magnetic field, "no-insulation coil winding method" for compatibility between high current density and high thermal stability, and " Method for reducing the shielding current magnetic field " was verified by numerical analyses and experiments.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Waseda University, 26249036
  • Development of simulation tool to design high-performance SQUID magnet sencers for nano medical diagnosis(Fostering Joint International Research)
    Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research)
    2016 - 2018
    Noguchi So, IWASA Yukikazu, HAHN Seungyong, LARBALESTIER David, MIYAO Ryosuke
    High-field magnets are desired to apply to MRI and NMR for medical or medicine-making fields. Based on the background, the simulation tool which I have developed to design SQUID magnetometers is applied for quench analyses of high-field high-temperature superconducting (HTS) magnets. The no-insulation winding technique is very effective in generation of high field using HTS magnet. Meanwhile, very complicated behaviors were observed. Therefore, to clarify such complicated behaviors, I have enhanced my developed simulation tool by combining electromagnetic simulation with thermal and stress ones. As a result, it was successful to generate a world record DC field (45.5 teslas), and the complicated behaviors were clarified.
    Japan Society for the Promotion of Science, Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research), Hokkaido University, 15KK0192
  • Design study on superconducting coil system of cyclotron for nuclear waste disposal
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2016
    Ishiyama Atsushi, NOGUCHI So, UEDA Hiroshi, YAMAKAWA Hiroshi
    We have been developing superconducting REBCO coil systems for a cyclotron with a output power of 30MW for nuclear waste disposal. At first, we carried out conceptual design of the REBCO coil system for a 30MW cyclotron. The REBCO coils require a high mechanical strength in order to overcome the huge hoop stress. In our previous study, we have proposed a coil structure named “YOROI-coil structure”. The YOROI-coil structure consists of the upper and lower plates and the outer frame of the winding. The outer frame is connected to the upper and lower plates, and transfers a part of electromagnetic force from the coil winding to the reinforcing outer plates. However, to realize HTS magnets with higher magnetic field and higher current density, development of advanced YOROI-coil structure is expected. In this study, we investigated effect of stress control structure to realize HTS coil with a mechanical strength over 2GPa by the three-dimensional finite element structural analyses.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Waseda University, 26630116
  • Development of design simulation tool to enhance SQUID performance for nano medical diagnosis
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2016
    Noguchi So
    To enhance the performance of Superconducting Quantum Interference Device (SQUID), a new electromagnetic simulation method was developed. The developed simulation method can take into account the phenomenon of fluxoid quantum. Also, a new robust optimization method was developed to optimally design a thin superconducting magnetic shield over a SQUID. In addition, to reduce a magnetic noise in future, a new simulation on fluxoid moving was also developed.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 25350558
  • Development of magnetic and fluid simulation for magnetic chromatography in prote i n separation
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    2011 - 2012
    NOGUCHI So
    Ihave developed an accurate simulation tool of magnetics andfluid-dynamics for designing magnetic columns in magnetic chromatography. ln developingthe multi-physics simulation tool considering magnetics and fluid dynamics, the largedifference between scale of protein, magnetic column, and magnet has to be taken intoaccount. The developed simulation tool can deal with plural kinds of protein.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 23700570
  • Development of highly accurate magnetic and fluid simulation for medical diagnosis using magnetic nano-particle
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    2008 - 2010
    NOGUCHI So
    I have developed a simulation tool dealing with magnetic field and fluid dynamics. It can consider the multi-physics problem (magnetic field and fluid dynamics) and the multi-scale problem (nano-particle and external magnet). It was confirmed the results of the developed simulation tool sufficiently agreed with the experimental results. In addition, the developed program is parallelized in order to shorten the computation time. Consequently, it is possible to perform a magnetic field and fluid simulation with high accuracy and short time.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 20700403
  • 磁性流体のシミュレーション　　　　　　　　　　　　　　　
    2008
    Competitive research funding
  • 系統安定化用SMESやMRI用超伝導マグネットの実用的最適化設計手法に関する研究
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2006 - 2007
    野口 聡
    超伝導マグネットの実用的な設計を磁場解析・熱解析・最適化手法の連成により行えるようにするために,「堅固な設計」と「多目的設計に対する最適設計」についての検討を行った.「堅固な設計」については,Immune Algorithmを堅固な設計用に修正し,その修正法を用いることで,大幅な計算時間の短縮化も達成できた.また,「多目的設計に対する最適設計」ついては,ゲーム理論の適用により,トレードオフの関係にある多数の目的を考慮することが可能となった.さらに,協力ゲームや非協力ゲームなどの種々のゲーム理論を比較し,最適化設計に適したゲーム理論の調査を行った.
    実験結果から冷凍機伝導冷却を使用した場合の,超伝導コイル内部で温度差を考慮に入れた設計手法についての検討も行った.超伝導マグネットを設計する上で,超伝導導体の特性を高精度にモデル化し,シミュレーションに組み込むことは必要不可欠である.そこで,高精度モデル化に必要な特性を,特に熱特性を対象とし実験計測を行った.この結果を磁場解析と熱解析の連成シミュレーションのためのプログラム・コードに組み込み,冷凍機伝導冷却特性を考慮したプログラム・コードへと発展させた.そして,そのプログラム・コードに最適化設計アルゴリズムを組み合わせることで,熱特性までも考慮に入れた超伝導マグネットの最適化設計を可能にした.
    超伝導マグネットの最適化設計の結果,従来の熱特性を考慮していなかった設計結果よりも巻線体積をおよそ15%減らす設計に成功した.
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 18760209
  • Development of 3D Interactive Virtual Experimantal System combining Visual and Tactile Information for Electromagnetic Field Education
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    2005 - 2006
    YAMASHITA Hideo, NOGUCHI So, MIYOSHI Takaharu
    In this research, we developed an interaction system in electromagnetic virtual space using 3D tactile sensor. The following systems and algorithms have been developed.
    (1)Development of an interaction system with information distributed in 3D electromagnetic virtual space by using 3D tactile sensor : At first, we developed a receiving system of electromagnetic force that is acting to a core setting in 2D virtual electromagnetic field. By moving the core in the virtual space, observers can feel the electromagnetic force acting the core. In the second step, we developed the 2D system to 3D system, and we developed an algorithm drawing stereoscopic images.
    (2)Development of an automatic hexahedral mesh generation method to control shape of elements : Ellipsoidal Bubbles are employed as mesh density data. By utilizing Ellipsoidal Bubbles, the mesh size can be controlled along each direction adequately, and flat elements can be generated.
    (3)Developments of an error evaluation scheme based on magnetic field intensity in adaptive finite element analysis : We propose a new error evaluation method based on the rotation of the intensity of magnetic filed obtained from the results of finite element method with coarser mesh. The newly proposed method has no complicated process on the interface between the different materials.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hiroshima Institute of Technology, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 17560271
  • An Optimal Design Method for Superconducting Magnets　　　　　　　　　　　　　　　
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    2006
    Competitive research funding
  • 系統安定化用超伝導エネルギー貯蔵装置の大規模解析手法と最適化設計に関する研究
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2004 - 2005
    野口 聡
    系統安定化用超伝導エネルギー貯蔵装置(SMES)のためのコイルの形状最適化についての検討を行った。超伝導コイルを安定に運転させるためには、磁界-電流密度特性(B-J特性)などの超伝導特有の性質を考慮し、設計を行わなければならない。その際に、トロイダルコイル等は形状が複雑なことから、数値解析による評価が必要となる。さらに、高価な超伝導導体の使用量を削減するために、最適化アルゴリズムを導入することで、形状最適化設計を行い、その手法を確立した。
    また、大型コイルになると、コイル内で温度差が生じることもあることから、それらを考慮し、温度異存する磁界-電流密度特性(B-J特性)を考慮することで、実用的な設計手法へと発展させた。さらに、磁場解析に時間を要することから、PCクラスタを使用することで、時間の短縮を試みた。
    実例として、72MJ蓄積できるトロイダルコイルの最適化設計を行った。そして、構成されるコイルが8個から24個までを最適化設計し、その高温超伝導導体使用量と漏れ磁界などを比較した。その結果、8〜10個では導体使用量も多く、漏れ磁界も大きいが、12個以上では違いがほぼ無く、導体使用量は少なく、漏れ磁界も小さかった。また、同蓄積容量のマルチポールコイルと比較したときに、トロイダルコイルは導体使用量で85%に、漏れ磁界でも大きく低減できており、トロイダルコイルの性能の良さが示せた。
    このように、磁場解析と最適化アルゴリズムを併用することで、超伝導固有の特性を考慮した上で、超伝導エネルギー貯蔵装置の形状最適化設計を可能にした。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 16760228
  • Study on machine learning for generation of finite element models of electrical machines
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    2003 - 2005
    IGARASHI Hajime, NOGUCHI So, WATANABE Kota
    In this research, we have developed a new method to realize automatic generation of finite element meshes for electric machines. In this method, an initial course mesh is prepared, and element properties P are computed where P is a linear combination of element features such as magnitude of magnetic induction at the element, distance from the nearest corner of magnetic material, distance from the nearest current source and so on. The element with largest P is subdivided into two finer elements. And this process is repeated until the number of elements equals a prescribed number. The error in the finite element analysis on the obtained mesh is then computed. This error strongly depends on the mesh quality, which is dependent on the weights in the linear combination of the element features. We optimize the weights using the genetic algorithm. When the weights are optimized, this method can be applied for other similar finite element models of electrical machines.
    It is shown that the resultant finite element mesh using the above method, called the simple method, often have flat elements which are inadequate for finite element analysis. To resolve this difficulty, we introduce mesh control techniques so that the number of subdivision of element edges is determined from their length and a criterion to choose elements to be subdivided. The finite element meshes obtained using this method, called the mesh control method, are shown to be better than those obtained using the simple method.
    Although the mesh quality is improved by the mesh control method, it becomes worse when the initial course mesh includes flat elements. It is difficult to overcome this problem as long as the mesh is generated from the initial mesh. For this reason, we introduce another method where the density of nodes is determined using the above mentioned machine learning, and elements are generated using the Delaunay triangulation on the basis of the nodes obtained above. This method is shown to improve the mesh quality.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 15560233
  • Development of 3D Interactive Virtual System combining Visual and Tactile Information useful for Electromagnetic Field Education/ Machinery Design
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    2003 - 2004
    YAMASHITA Hideo
    In this research, we developed an interaction system in electromagnetic virtual space using 3D tactile sensor. The following systems and algorithms have been developed.
    (1)Development of an interaction system with information distributed in 3D electromagnetic virtual space by using 3D tactile sensor :
    At first, we developed a receiving system of electromagnetic force that is acting to a core setting in 2D virtual electromagnetic field. By moving the core in the virtual space, observers can feel the electromagnetic force acting the core. In the second step, we developed the 2D system to 3D system, and we developed an algorithm drawing stereoscopic images.
    (2)Development of calculation algorithm of electromagnetic force :Electromagnetic force acts on the core and current existing 3D electromagnetic fields. We developed the calculation method of the force and the algorithm acting tactile sensor.
    (3)Developments of high speed algorithm and data structure for realizing real-time reaction :
    In order to recognize electromagnetic force acting to the core in 3D space, its magnitude and direction should be calculated in real time. We developed high speed algorithm, and data structure for realizing real-time reaction.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 広島大学->広島工業大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 15560243
  • 高温酸化物超伝導体の応用機器のための解析手法と最適化設計に関する研究
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2002 - 2003
    野口 聡
    本研究は,温酸化物超伝導体の電磁界および熱解析の連成問題の高精度化と最適化設計手法を用いた超伝導応用機器の特性改善のための検討が目的となっている.
    高温酸化物超伝導体の電磁界解析手法として,主にE-J特性を考慮した非線形有限要素法が使用されているが,解の収束性に問題がある.そこで,昨年度(H14年度)は,エレメント・フリー・ガラーキン法を導入し,解の収束性の改善を図った.その結果,ある程度の改善はみられたが,問題解決には至らなかった.そこで,該当年度(H15年度)は,有限要素法に対して,隣接要素の影響を考慮する改善手法を提案し,解の収束性の問題を解決し,提案手法の妥当性を検証した.
    さらに,高温酸化物超伝導体を使用した超電導エネルギー貯蔵装置(SMES)の最適化設計を試みた.まず,独自に開発してきた非線形最適化手法を用いた超伝導マグネットの手法に,高温酸化物超伝導テープ線材の持つ異方性を考慮することができるようにした.昨年度までは,Y系超伝導線材の異方性を考慮した新しい手法の提案を行った.該当年度は,この手法を基に,ソレノイドコイル,マルチポールコイル,トロイダルコイルなどのコイル形状に対して最適化設計を適用し,少ない体積で同量のエネルギーを蓄積できるマグネット形状を確認し,提案手法の有用性が確認できた。
    これらの成果は,6th European Conference on Applied Superconductivityをはじめとする国内外の学会にて発表を行った.
    日本学術振興会, 若手研究(B), 広島大学, Principal investigator, Competitive research funding, 14750211
  • Development of An Interaction System in Electromagnetic Virtual Space using 3D Tactile Sensor
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    2001 - 2002
    YAMASHITA Hideo, NOGUCHI So, KANEDA Kazufumi
    In this research, we developed an interaction system in electromagnetic virtual space using 3D tactile sensor. The following systems and algorithms have been developed.
    (1) Development of an interaction system with information distributed in 3D electromagnetic virtual space by using 3D tactile sensor:
    At first, we developed a receiving system of electromagnetic force that is acting to a core setting in 2D virtual electromagnetic field. By moving the core in the virtual space, obervers can feel the electromagnetic force acting the core. In the second step, we developed the 2D system to 3D system, and we developed an algorithm drawing stereoscopic images.
    (2) Development of calculation algorithm of electromagnetic force :
    Electromagnetic force acts on the core and current existing 3D electromagnetic fields. We developed the calculation method of the force and the algorithm acting tactile sensor.
    (3) Developments of high speed algorithm and data structure for realizing real-time reaction :
    In order to recognize electromagnetic force acting to the core in 3D space, its magnitude and direction should be calculated in real time. We developed high speed algorithm and data structure for realizing real-time reaction.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), HIROSHIMA UNIVERSITY, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 13650308
  • 高温酸化物超電導体の応用と最適化に関する研究
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    2000 - 2001
    野口 聡
    本研究は、高温酸化物超伝導体の電磁界および熱解析の連成問題と最適化アルゴリズムを用いた超伝導機器の特性改善が目的となっている。
    高温酸化物超伝導体の電磁界解析手法として、種々の手法が提案されているが、E-J特性を考慮した場合に、解の収束性が悪くなるという特徴を有している。そこで、解析手法の改善を行った。その結果、従来方では解が収束しないような問題に対しても、提案手法は安定して解を求めており、かなりの改善が見られるようになった。また、酸化物バルク超伝導体表面上の磁束密度を計測する実験により、改善手法の妥当性を確認した。
    さらに、高温酸化物超伝導体を使用した高均一磁場発生用、電力貯蔵用の超伝導マグネットの最適化設計を試みた。まず、独自に開発してきた非線形最適化手法を用いた超伝導マグネットの手法に、高温酸化物超伝導テープ線材の持つ異方性を考慮することができるようにした。従来の金属系超伝導体の場合は、コイル自体を半径方向に分割し(グレーディング)、外側のコイルほど大きいという設計が有効的であることが周知されていた。しかし、最適化アルゴリズムを導入し、高温酸化物超伝導体を使用した超伝導マグネットの最適化設計を行ったところ、内側のコイルほど長くした方が良いという、金属系とは反対の結果を得るにいたった。その結果、高温酸化物超伝導テープ線材の持つ異方性により、従来は巻線体積が増加せざるをえなかった形状に対して、巻線体積をおよそ75%に削減できることを示した。
    これらの成果は、Applied Superconductivity Conferenceをはじめとする国内外の学会にて発表を行った。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 広島大学, Principal investigator, Competitive research funding, 12750242
  • Development of a Method for Computer Animation of Water Droplet Flow
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    1999 - 2000
    KANEDA Kazufumi, NOGUCHI So, YAMASHITA Hideo
    This project has developed a method for generating a realistic animation of water droplets, such as the windshield of a vehicle, for example. One of the method's applications can be considered the animation of water droplets on a windshield. a process vital for drive simulators. The proposed method employs a particle system in a discrete environment to calculate the movement of water droplets on a surface, and environment mapping for indicating the property of transparency to quickly render scenes through transparent objects. Fully computer generated animations and video compositions of water droplets on a windshield demonstrate the usefulness of the proposed method
    1. A method for simulating water droplet flow :
    To simulate the flow of water droplets, the developed method takes into account the dominant factors acting on the water droplets. such as gravity and interfacial tensions, etc. Extending the method to a three dimensional method, we also developed a method for simulating a water droplet fall in a 3D space.
    2. A method for compositing water droplets and a video sequence :
    In generating scenes for driving simulators and movies, it is at times desirable to alter the weather conditions of image sequences taken from a video camera. The project has developed a method for generating a rainy scene from an image sequence taken on a clear day. An image is segmented into three kinds of area : sky, road, and all the other surrounding area, including buildings and trees. Each area is processed in different ways to generate the rainy scene. An image composition method between water droplets and a modified video sequence is also developed. A scene taken from a vehicle driver's seat is applied to demonstrate the usefulness of the developed method.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hiroshima University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 11680362
  • 電磁場解析結果の可視化　　　　　　　　　　　　　　　
    2000
    Competitive research funding
  • 電磁場解析手法に関する技術開発　　　　　　　　　　　　　　　
    2000
    Competitive research funding
  • メッシュ生成技術　　　　　　　　　　　　　　　
    受託研究
    2000
    Competitive research funding
  • 超電導バルク体の解析手法の開発　　　　　　　　　　　　　　　
    2000
    Competitive research funding
  • Sientific Visualization for Results of Numerical Computation　　　　　　　　　　　　　　　
    2000
    Competitive research funding
  • Development of Technique for Numerical Computation in Electromagnetics　　　　　　　　　　　　　　　
    2000
    Competitive research funding
  • Mesh Generation　　　　　　　　　　　　　　　
    Funded Research
    2000
    Competitive research funding
  • Development of Numerical Computation for Superconducting Bulk　　　　　　　　　　　　　　　
    2000
    Competitive research funding
  • 超伝導機器の最適化設計に関する研究
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    1998 - 1998
    野口 聡
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 早稲田大学, 97J05766
  • 電磁機器の最適化設計　　　　　　　　　　　　　　　
    1994
    Competitive research funding
  • An Optimal Design Method for Electromagnetic Apparatuses　　　　　　　　　　　　　　　
    1994
    Competitive research funding

Industrial Property Rights

  • 電磁誘導加熱コイル、電磁誘導加熱装置及び金属体の加熱方法
    Patent right, 澤 尚志, 野口 聡, 高田 篤, 積水化学工業株式会社, 国立大学法人北海道大学
    特願2010-259374, 19 Nov. 2010
    特開2012-113838, 14 Jun. 2012
    201203058342721914
  • 磁場形成装置及びこれを用いた粒子加速器
    Patent right, 石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 宮原 信幸, 鹿島 直二, 長屋 重夫, 学校法人早稲田大学, 独立行政法人放射線医学総合研究所, 中部電力株式会社
    特願2009-055556, 09 Mar. 2009
    特開2010-212031, 24 Sep. 2010
    201003027509242668
  • コイルシステム及びこれを用いた粒子加速器
    Patent right, 石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 宮原 信幸, 鹿島 直二, 長屋 重夫, 学校法人早稲田大学, 独立行政法人放射線医学総合研究所, 中部電力株式会社
    特願2009-055551, 09 Mar. 2009
    特開2010-212029, 24 Sep. 2010
    201003036703748253
  • コイルシステム及びこれを用いた粒子加速器
    Patent right, 石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 宮原 信幸, 鹿島 直二, 長屋 重夫, 学校法人早稲田大学, 独立行政法人放射線医学総合研究所, 中部電力株式会社
    特願2009-055555, 09 Mar. 2009
    特開2010-212030, 24 Sep. 2010
    201003037138408989