2018 Fiscal Year Annual Research Report
Multiphysical analysis system for deformation and fracture behavior of sea ice considering thermal changes under various scales
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16K06525
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| Research Institution | Public Works Research Institute |
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Principal Investigator |
木岡 信治 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 主任研究員 (20414154)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海氷 / DEM / マルチスケール / 破壊 / 離散体 / 熱 / 衝突 / 変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
引き続き，ベースとなる個別要素モデル(DEM)において，構成する個々の粒子モデルに熱伝導モデルを組み込み，DEMでも熱環境に応じた温度変化ならびに温度応力の計算できるモデルを構築した．特に温度変化による伸縮量や温度応力については，自由端や固定端等の場合について検証した．粒子間の応力をCaucy応力で表すとともに，DEMによる伸縮量や拘束にともなう温度応力は理論値にほぼ一致し，それらの妥当性を示した．また温度応力によるクラックの再現や，それによる非連続体状態での熱伝導も計算できることを確認した．また杭または平板への氷の衝突実験結果に加え，氷を非連続体や連続体でモデル化し，数値実験を多数実施することにより，衝突現象の本質をとらえるとともに，実務的な衝突力の簡易式を提案した．また，氷海域における海氷の変形・破壊に関する基礎的なマクロスケールな解析を意図し，ミクロ～メソスケール（破壊等を考慮すべき局所領域）では個別要素モデルを，マクロスケール（破壊が及ばない弾塑性領域）では有限要素モデルを融合した効率的な解析法を検討し，その有用性を示した．
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