2008 Fiscal Year Annual Research Report
先端機能材料を用いた機械素子の計算モデリングに関する研究
| Project/Area Number |
18206088
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
都井 裕 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 教授 (40133087)
|
|---|
| Keywords | 機能材料 / 形状記憶合金 / 導電性高分子 / 有限要素法 / 連成解析 |
|---|
| Research Abstract |
先端機能材料・機械素子の設計支援に対する計システムの完成に向けて、以下の計画を継続遂行した。
1.各種の形状記憶合金に対する構成式モデリングを、弱連成解析法に基づくGalerkin型有限要素法にインプリメントすることにより、以下に示す3次元形状記憶合金デバイス設計を支援するための汎用的な計算システムのプロトタイプを開発した。(1)NiTiコンポジットデバイスの超弾性挙動と形状記憶挙動に対する3次元有限要素モデリング、(2)FePdデバイスの磁気・超弾性挙動と形状記憶挙動に対する3次元有限要素モデリング、(3)PorousNiTiデバイスの多孔質超弾性挙動と形状記憶挙動に対する3次元有限要素モデリング。
2.各種の導電性高分子に対する構成式モデリングを、弱連成解析法に基づくGalerkin型有限要素法にインプリメントすることにより、以下に示す3次元形状記憶合金デバイス設計を支援するための汎用的な計算システムのプロトタイプを開発した。(1)Nafionデバイスの2次元電気化学・3次元力学挙動の有限要素モデリング、(2)Flemionデバイスの2次元電気化学・3次元力学挙動の有限要素モデリング、(3)PPyデバイスの2次元電気化学・3次元多孔質弾性挙動の有限要素モデリング。
3.本年度に実施する機械素子レベルの計算は、計算量が膨大となる。そこで19年度までの購入備品であるHP Itanium Serverを、メモリ増強、高速ネットワーク結合して計算効率の飛躍的向上を図るとともに、大規模高速計算のための並列処理ソルバーを開発した。以上の過程を経て全体システムのプロトタイプを完成し、これを用いて利用可能な実験結果に対する大規模比較計算を行い、問題点を抽出した。抽出されたモデリング、計算アルゴリズムおよびプログラミング上の問題点を解消し、全体システムを完成した。本プログラムの利用者マニュアルを含む報告書を作成した。
|
