2004 Fiscal Year Annual Research Report
固体中に生起する衝撃波現象に関する理論およびシミュレーションとその工学的応用
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15560042
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
杉山 勝 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (20110257)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
礒部 雅晴 名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (80359760)
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| Keywords | 衝撃波現象 / 固体の熱・力学物性 / 非線型・非平衡現象 / 融解現象 / 連続体力学 / 熱・統計力学 / 分子動力学法 / 衝撃波工学 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、融点に至るまでの広い温度領域にわたる固体中の衝撃波現象を、数理解析およびシミュレーションの方法を用いて、その工学的応用を視野に入れつつ包括的に研究しようとするものである。
平成16年度は本研究計画の第2年度であり、主として、以下に述べる2項目に関して研究を行い、これらの研究成果の一部を、学会報告および学術論文として公表した。これらの研究は、17年度以降の研究においてさらに発展的に継承される。
1.非平衡統計力学に基づく基礎方程式を、主としてシミュレーションの方法を用いて解析することにより、波動伝播に伴う力学的および熱的な挙動を原子論的な観点から解明すること:
・衝撃波現象の系統的計算機シミュレーションの遂行のため、計算の精度並びに効率を重視したプログラムコードを開発し、解析を試みた。特に、ランキン-ユゴニオの関係を求めた。本年度で行った研究を基に、来年度以降、より発展的な研究を行う予定である。
・衝撃波を含む非線型波動研究のために、熱振動を考慮に入れた新しいモデルにより数理的解析を行った。特に、融点近傍での特異な挙動を発見した。
・粉体系を拡張した2次元系における自己組織的に生ずる衝撃波についても、詳細なシミュレーションを行った。この現象は化学反応系で起こる衝撃波(デトネーション波)で見られる現象と酷似している。
2.基礎方程式の連続体近似に基づき、弱い衝撃波について解析を行うこと:
弱い衝撃波について、解析的研究を行った。この場合のランキン-ユゴニオ関係式の解析的表現を得た。特に、融点近傍での特異な挙動を見出した。現在、投稿準備をすすめている。この研究は、本研究課題の海外共同研究者であるイタリア・メッシーナ大学の研究グループとの共同研究である。
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