2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K05473
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
湯川 諭 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20292899)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 乾燥破壊 / 確率モデル / ファイバーバンドルモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度も昨年度に引き続き、まずは乾燥破壊現象の統計則に関連して、メゾスケールモデルの確率モデルの研究を行った。このモデルは、もともと様々な物質の破壊現象を現象論的に記述することのできるファイバーバンドルモデルを基礎とするモデルであり、乾燥破壊に応用するのは初の試みであった。また、別の文脈の地震現象などの確率的モデルであるOFCモデルとも非常に近く、簡単なモデルであるが故に他分野との関連性も深いモデルである。
本年度は、昨年度に明らかになったパーコレーションモデルとしての臨界現象の側面をより深く確認すべく、また昨年度課題となったシステムサイズ依存性と臨界現象の関係を明らかにするシミュレーションを集中的に行った。また、モデル自体に、ファイバーバンドルモデルでいうファイバーの強度分布に相当する分布関数がパラメーターとして含まれるが、その分布を前年度の試行研究で用いたWeibull分布から、よりモデルの本質が明らかに見えると思われる一様分布に変えて大規模な計算を行った。その結果、前年度の研究で見られた散逸パラメータを連続的に変化させていくと、臨界現象で見られる臨界指数が連続的に変化していく様子が不明瞭になり、また散逸パラメーターのある極限値で予測されるボンドパーコレーションの普遍クラスとしての振る舞いも不明確になってしまい、このモデルの現状は混沌とした状態にある。
また乾燥破壊現象に関連して共同研究を行っており、別のタイプの確率モデルやフェーズフィールド法に基づくモデルによる破壊現象における統計力学的性質の研究成果を学会発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本年度の当初の研究計画として、まず乾燥破壊の統計則に関連して、メゾスケールモデルの確率モデルを構築しその解析を行い、さらに乾燥破壊現象に重要な応力緩和をモデルに組み込み乾燥破壊の統計力学的性質を明らにすること、また、金属材料を念頭にした結晶粒界の非平衡運動に関して計算機シミュレーションをもちい、微視的自由度を使ったモデル化から、マクロな結晶粒界を表現し、計算機内で非平衡環境を実現して運動をシミュレーションすることにより、結晶粒界の微視的素過程の理解を深めること、原子自由度からの第一原理的記述と連続体記述の中間であるいわばメゾスケールの自由度をつかった破壊現象の離散要素モデルを用いた破壊現象の統計則の研究を目標にしていた。
しかし、昨年度からの課題であったメゾスケールの確率モデルにおいて、臨界的性質のサイズ依存性が思ってた以上に大きく、計算機シミュレーションに予定以上の時間がかかる事を踏まえ、前年度発見した臨界現象で見られる臨界指数が連続的に変化していく様子を明確に理解するために、モデルに含まれる破壊強度分布を、破壊現象で一般にみられるWeibull分布から、より物理現象としての本質を捉えやすい一様分布に変えて、大規模な計算機シミュレーションを実施した結果、そもそも新しい発見であると思っていた臨界指数がモデルのパラメーターで変化していく様子が不明確になってしまった。このような事情から、本年度は他のテーマまで実施する状況にまで至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方針として、今年度が本研究計画の最終年度であることを踏まえ、現在進行中のメソスケール確率モデルの課題だけは必ずけりを付けるべく臨界現象の専門家と議論しながら計算および解析を終える。また成果を学会発表および論文発表を行う。
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