1999 Fiscal Year Annual Research Report
ランダム構造体モデルによる球状粒子焼結体のマクロ特性のメゾ解析と実験
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09650085
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| Research Institution | IWATE UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
倉茂 道夫 岩手大学, 工学部, 教授 (20005416)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 和郎 岩手大学, 工学部, 助手 (70113850)
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| Keywords | 球状粒子 / 焼結 / シミュレーション / ランダム充填 / 周期的境界条件 / 異方性 / 有効弾性係数 / 有効熱伝導率 |
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| Research Abstract |
本研究は、球状粒子焼結体のメゾスケール構造のシミュレーションとマクロ特性実験、および多孔構造の統計的性質の評価の3つの部分から成り立っている。
平成11年度は、主に、シミュレーション コードによる数値計算、多孔構造の統計的定量的評価、および、超音波による有効弾性定数の実験的決定を行った。
具体的には、(A)準静的落下モデルに基ずく球状粒子の運動方程式を解くことにより、コンピュータ内にランダムパッキングの構造モデルを構築し,粒子系の16倍の大きさの仮想立方空間に10個のサンプルを用意した。(B)昨年度開発した非軸対称荷重及び軸対象荷重を受ける軸対称物体の有限要素解析コードおよび軸対称定常熱伝導の有限要素解析コードを用いて、粒子ペアのバネ定数と熱抵抗係数の評価を行った。(C)3次元不規則構造物の構造解析によるマクロ特性(有効弾性係数や有効熱伝導率)の評価を行ない、最終的結果を得た。(D)コンピュータ内に出来上がった球状粒子多孔構造の統計幾何学的特性を評価した。さらに、球状粒子構造のブラーンチの方位依存性を詳細に調べた結果、かなりの方位依存性があることが分かった。このため、マクロ特性にも異方性が発生することが予測され、熱伝導率および弾性定数についてのシミュレーションを更に続けた。(E)実験により、球状粒子ランダム充填体に構造上の異方性があることを確認した。
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[Publications] K.Furukawa, K.Imai and M.Kurashige: "Simulated Effect of Box Size on Porosity of Random Packings of Spherical Particles"Acta Mechanica. (印刷中).
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[Publications] M.Kurashige, M.Mishima and K.Imai: "Simulated Effective Thermal Conductivity of Sintered,Randomly Packed Spheres and Statistical Structures of Packings"J.Thermal Stresses. 22-7. 713-733 (1999)
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[Publications] M.Kurashige, T.Hayashi and K.Imai: "Simulated Effective Elastic Moduli and Wave Velocities in Water-Saturated Sintered Glass-Beads"Acta Mechanica. 132. 177-194 (1999)
