2019 Fiscal Year Final Research Report
Space-time homogenization for fully thermo-mechanical coupled problems
| Project/Area Number |
19K21062
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| Project/Area Number (Other) |
18H05881 (2018)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2019)
Single-year Grants (2018) |
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| Review Section |
0301:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2018-08-24 – 2020-03-31
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| Keywords | 繊維強化熱可塑性樹脂 / 熱・機械強連成解析 / マルチスケール解析 / サイズ効果 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we proposed a method of thermo-mechanical coupled two-scale analysis (space-time multi-scale analysis) taken into account microscopic unsteadiness of deformation and temperature fields in order to simulate thermo-mechanical coupled behaviors of fiber-reinforced thermoplastics (FRTP). As a result, we illustrated that the fluctuation temperature is related to the microscopic unsteadiness of the microscopic temperature field and reflected in the macroscopic unsteadiness along with the unit-cell size.
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| Free Research Field |
計算力学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本手法によってはじめて複合材料のミクロ構造に内在するミクロな非定常性を考慮したマクロ構造の熱・機械連成挙動を評価することが可能となった．また，本手法は熱力学，および変分理論に完全に整合した論理体系を有する．このため，固体力学と非定常拡散の連成問題はもちろんのこと，化学反応を考慮したより一般性のあるマルチフィジックス問題への拡張も可能となる．さらに，フェーズフィールド法との親和性も高く，界面移動なども考慮したマルチフィジックス問題にも拡張が可能であると考えられる．したがって，本研究成果は，次世代のマルチスケール・マルチフィジックス計算力学の新基軸となるポテンシャルを有していると主張できる．
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