粒状材料におけるせん断帯生成機構解明のための実験と解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12460105
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 村上 章 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (80157742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西山 竜朗 岡山大学, 環境理工学部, 助手 (30294440) ; 西村 伸一 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30198501) ; 藤井 弘章 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (70033264)
• Keywords: 粒状体 / 二軸試験 / せん断帯 / セルオートマトン / 局所化 / 個別要素法 / せん断試験

Research Abstract

本年度は、アルミ棒積層体を用いた二軸試験装置を試作し、予備実験を行うとともに、連結格子セルオートマトン(CL-CA)のローカルルールを拡張した。アルミ棒の径は3種類とり、均等径および混合径にて実験を行う。解析にあたっては、個別要素法とセルオートマトンによった。本研究で扱うセルオートマトンモデルは、研究代表者と海外共同研究者とにより提案された「連結格子セルオートマトン(Connected Lattice-Cellular Automata:CL-CA)」であり、従来のCAに比べ、異なる粒子の大きさやさまざまな初期パッキングを扱うことが可能となり、数値計算に要する時間もきわめて短いことも特徴のひとつである。粒状体に関するCAのローカルルールは、従来開発していた落し戸受働モードのそれに加え、より一般的なせん断条件を記述するローカルルールを新たに提案した。均等径粒子群について、このルールに基づいた数値解析を行い、ルールの有効性と結果の妥当性を検討した。ダムブレイクウエィブ問題の解析では、海外共同研究者が行った実験や個別要素法解析の結果と良く似た傾向が得られた。新しいルールの下で粒子群の挙動をよく再現できることを確認した。また、接触力分布を推定する新しい考え方を導入し、個別要素法による結果と比較し、その対比を検討した。

Research Products

• [Publications] 鈴木誠: "Bayesian estimation for nonlinear inverse problems"Inverse Problems in Engineering Mechanics. 1. 573-582 (2000)
• [Publications] 村上章: "連結格子セルオートマトン(CL-CA)による粒状体挙動解析と接触力分布"農業土木学会論文集. 208. 137-143 (2000)
• [Publications] 村上章: "EFGM analysis for saturated soil"Computer Methods and Advances in Geomechanics. 1. 153-156 (2001)
• [Publications] 村上章: "EFGMによる水〜土連成弾塑性解析"農業土木学会論文集. (2001)
• [Publications] 村上章: "Stress distribution within granular body"Inverse Problems in Engineering Mechanics. 1. (2001)
• [Publications] 村上章: "有限要素法・境界要素法による逆問題解析 -カルマンフィルタ・等価介在物法の応用"コロナ社. 200 (2001)