MIMS現象数理学拠点特別講演会

FRÉDÉRIC MAGOULÈS教授
特別講演

PHYSICS-BASED MACHINE LEARNING MODELING FOR METAL FORMING
講演日時：
2026年4月27日（月） 15:00～16:00
ハイブリッド開催：
　

　対面参加 　明治大学中野キャンパス ８階ミーティング室

　オンライン参加

講演者：
Frédéric Magoulès 氏　Paris-Saclay大学

◆ 事前登録不要です。
◆ 時間になりましたらこちらからご参加ください。

終了しました

　

概要

　近年、AI を活用して複雑な物理現象を高速に予測する「サロゲートモデル」が、工学や材料分野で大きな注目を集めています。従来のシミュレーション技術（例：有限要素法）と比べて計算を大幅に効率化できるため、ものづくりの高度化に向けた重要な技術として期待されています。しかし、AI が内部で用いる“自動微分”には、物理シミュレーション特有の境界条件や非線形挙動を正確に扱いにくいという課題があります。
　本研究では、この問題を解決するために、AI と従来の数値解析を組み合わせたハイブリッド型のモデリング手法を提案しています。
　このアプローチにより、

◇ 物理法則に基づく厳密な条件設定
◇ 数式化が難しい現象の取り扱い
◇ 予測の安定性や収束性の向上

といった点で従来手法を補完し、より信頼性の高いサロゲートモデルの構築が可能になります。
金属成形プロセスを対象とした数値例では、AI 単独では困難だった複雑な変形挙動の予測において本手法の有効性が確認されています。
　AI と数値解析の“協働”によって、工学シミュレーションの新たな可能性を切り開く研究です。
　

　Driven by the rapid advances in deep learning and the continuous growth of computational resources, the modeling of physical systems using machine learning has gained considerable momentum over the past decade. Commonly referred to as Scientific Machine Learning, this emerging field seeks to develop, accelerate, and enhance surrogate models of natural phenomena.
　Its scope is broad within engineering sciences, where it supports the modeling, simulation, and optimization of complex systems. In this context, it naturally complements established numerical approaches such as the finite element method by enhancing their efficiency, extending their capabilities, and enabling new strategies for solving linear and nonlinear problems. In this work, we highlight fundamental limitations of automatic differentiation when applied to the computation of physical derivatives within general physics-informed frameworks. These limitations significantly restrict the range of applications that such methods can effectively address.
　To overcome these challenges, we propose a hybrid approach that combines deep learning techniques with traditional numerical solvers. This methodology mitigates the shortcomings of automatic differentiation while preserving the strengths of physics-informed modeling. In particular, it enables the seamless imposition of exact Dirichlet boundary conditions and facilitates the treatment of complex, non-analytical problems. Furthermore, the incorporation of enriched input features improves convergence properties. The proposed framework is flexible and can be integrated into a wide variety of physics in formed models. Several numerical examples are provided to illustrate its effectiveness and practical relevance in the context of metal forming processes.
　

FRÉDÉRIC MAGOULÈS

Professor of Applied Mathematics and Computational Science
Université Paris-Saclay, CentraleSupélec, MICS Laboratory, France

FRÉDÉRIC MAGOULÈS教授は、複雑な工学問題を解決するための数学的アルゴリズム開発の第一人者で所属大学のMICS（複雑系数学・コンピュータサイエンス）ラボラトリーにて、計算科学の研究チームを率いています。学術論文執筆数は数百本に及び、Google Scholarでの引用数は8,000件を超えています。旧パリ11大学で、フィールズ賞11人、ノーベル賞5人輩出するParis-Saclay大学、FRÉDÉRIC教授の特別講演のご案内です。
　

コーディネーター
　萩原一郎（明治大学）

※ 本講演会は「企業との計算科学に関する共同研究費（折紙工学の産業化プロジェクト）」の補助を受けています。

　明治大学先端数理科学インスティテュート 後援

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森洋一朗 氏　特別講演会

第30回明治非線型数理セミナーとの合同開催
Filament and Membrane Hole Dynamics in
Fluid Flow
（流体中のフィラメントと膜小孔のダイナミクス）
講演日時：
2025年2月28日（金） 15:00～16:30
講演会場：
明治大学中野キャンパス 高層棟6階 603教室（対面開催）
講演者　：
森 洋一朗 氏　ペンシルベニア大学

　

概要

　Systems in which elastic structures interact with the surrounding fluid abound in biophysics. Here, we will focus on problems in which a one-dimensional structure interacts with the surrounding 3D fluid. In contrast to problems in which 2D surfaces interact with a 3D fluid, there are significant analytical and computational issues that have not yet been resolved. First, we discuss slender body theory, which concerns the dynamics of thin filaments in 3D Stokes flow. We formulate a novel boundary value problem for thin filaments and prove the validity and demonstrate limitations of slender body approximation, a commonly used method for the study of such problems. As a second problem, we discuss the problem of open membrane dynamics. We formulate the equations and develop a numerical method when the membrane geometry is axisymmetric. Grid refinement is used near the membrane edge to capture the singularity in the stress. The simulated dynamics of membrane hole closure is compared with simpler ODE models.
　

コーディネーター
　俣野博（明治大学）

明治非線型数理セミナー

Cyrill Muratov 氏　特別講演会

第29回明治非線型数理セミナーとの合同開催
Generation and motion of interfaces in a mass-conserving reaction-diffusion system
講演日時：
2025年2月20日（木） 15:30～16:30
講演会場：
明治大学中野キャンパス 高層棟6階 603教室（対面開催）
講演者　：
Cyrill Muratov 氏　University of Pisa

　

概要

　Reaction-diffusion models with nonlocal constraints naturally arise as limiting cases of coupled bulk-surface models of intracellular signaling. In this talk, I will present a minimal, mass-conserving model of cell-polarization on a curved membrane in the limit of slow surface diffusion. Using the tools of formal asymptotics and calculus of variations, we study the characteristic wave-pinning behavior of this system on three dynamical timescales. On the short timescale, generation of an interface separating high- and low-concentration domains is established under suitable conditions. Intermediate timescale dynamics is shown to lead to a uniform growth or shrinking of these domains to sizes which are fixed by global parameters. Finally, the long time dynamics reduces to area-preserving geodesic curvature flow that may lead to multi-interface steady state solutions. These results provide a foundation for studying cell polarization and related phenomena in biologically relevant geometries.
　

コーディネーター
　俣野博（明治大学）

明治非線型数理セミナー

Danielle Hilhorst 氏　特別講演会

第28回明治非線型数理セミナーおよびCNRS東京ラボ FJ-LMI* との合同開催
Diffusion law and the growth of the reaction term select the boundary condition
講演日時：
2025年2月10日（月） 15:30～16:30
講演会場：
明治大学中野キャンパス 高層棟6階 603教室（対面開催）
講演者　：
Danielle Hilhorst 氏　CNRS, Université de Paris-Saclay

　

概要

　We consider a one-dimensional non-Fickian diffusion equation and show how either a homogeneous Dirichlet boundary condition or a homogeneous Neumann boundary condition appears along the boundary of an inner domain when the diffusivity in the outer domain tends to zero. This is joint work with Seungmin Kang, Hoyoun Kim and Yong Jung Kim.

* FJ-LMI: https://fj-lmi.cnrs.fr/about-fj-lmi/
　

コーディネーター
　俣野博（明治大学）

明治非線型数理セミナー

主催

明治大学先端数理科学インスティテュート (MIMS)
共同利用・共同研究拠点「現象数理学研究拠点」


問い合わせ先
〒164-8525
東京都中野区中野4-21-1　明治大学中野キャンパス高層棟８階
明治大学 先端数理科学インスティテュート
Tel. 03-5343-8067
E-mail：mims@mics.meiji.ac.jp

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