有限要素法シミュレーションおよびパラメータ最適化設計技術
■ 技術概要
製品性能は、形状、材料特性、プロセスパラメータという3 つの主要因によって左右され、多くの場合、複数の物理・化学現象の相互作用によって決定される。本技術は、有限要素法（Finite Element Method; FEM）と有限体積法（Finite Volume Method; FVM）を統合し、実験データによって検証された予測モデルを構築することで、製品特性の詳細な解析および設計を可能にする。さらに、目標性能要件に基づく逆解析・最適化手法を用いて、最適な形状、材料、およびプロセス条件を導出する。
■ 技術特徴
▶ カスタマイズモデリング：顧客の要求仕様に応じたシミュレーションモデルを構築する。入力・出
力パラメータを個別に定義可能。
▶ 幅広い適用範囲：半導体、製鉄、受動部品など多様な産業分野に対応する。流体解析、粒子輸送、
伝熱、電気特性、化学反応解析に適用可能。
▶ バーチャル・フィジカル統合：実験データを用いてシミュレーションモデルを較正し、高い再現性
を確保する。実環境では測定が困難なパラメータの予測・可視化が可能。
▶ コスト・開発期間の削減：数値シミュレーションにより形状・工程条件を迅速に評価する。試行錯誤、
材料ロス、実験コストを大幅に削減できる。
▶ 自動モデリング：モデル自動生成により前処理作業を効率化する。パラメータ化モデルを活用した
カスタムシミュレーション部品の迅速構築する。
■ 応用分野
▶ 流動場解析・応力解析・熱解析
▶ 化学反応および燃焼反応モデリング
▶ 粒子挙動解析およびマルチフィジックス連成シミュレーション
▶ 装置構造・材料・プロセスパラメータの最適化
▶ 自動モデリングおよび設計支援ツール開発
材料デジタル設計および応用サービスプラットフォーム
■ 技術概要
▶ マルチスケールシミュレーション研究室は 2001 年に設立され、20 年以上にわたり材料シミュレーション分野の
研究開発を推進してきた。数値解析、異分野融合モデル、およびAI 技術を統合することで、産業界の迅速な技術
転換を支援し、低炭素・循環型材料、次世代ICT ／ 5G・6G 関連材料、高付加価値石油化学材料の開発を推進し
ている。
▶ マルチスケールシミュレーション・設計技術、機械学習、カーボンニュートラル診断技術、および異分野融合型
材料設計技術を活用し、シミュレーションとAI プラットフォームを組み合わせることで、国内企業の新材料開発
期間短縮と、材料設計・改質・スクリーニング・差別化製品開発の加速を実現する。
■ 技術特徴
▶ 各種高分子材料、添加剤、分散剤および配合系の物性を迅速に予測・設計。
▶ 高分子、共重合体、ポリマーブレンド、高分子複合材料、高分子溶液、コロイド系などの物性、相溶性および分
散挙動を予測。
▶ シミュレーション、実験、評価、製造プロセス情報を統合したマルチスケール材料デジタル設計および配合最適
化を実現。
■ サービス内容・技術支援
▶ カスタマイズ受託研究・技術サービス
▶ オーダーメイド材料設計・開発の統合ソリューション提供
▶ 材料産業におけるデジタル設計技術、シミュレーション技術、および AI活用の導入支援
▶ マテリアルズ・インフォマティクスによる研究開発プロセス高度化支援
▶ 低炭素・循環型材料開発および製品差別化戦略の構築支援
■ Contact Us
Material and Chemical Research Laboratories
Dept. of Multiscale Material Simulation(M200)
Tien-Jung Huang
Tel:+886-3-5915330
Email:TJHuang@itri.org.tw