2023 Fiscal Year Annual Research Report
連続体と不連続体をつなぐメッシュフリー・分子動力学ハイブリッド解析手法の開発
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21K03772
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
只野 裕一 佐賀大学, 理工学部, 教授 (00346818)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マルチスケール解析 / メッシュフリー法 / 分子動力学法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，不連続体である原子と連続体をシームレスに取り扱うことを可能とするメッシュフリー・分子動力学ハイブリッド解析手法を提案するものである．マイクロメートル～ナノメートルスケールの物理現象を統一的に数値解析することを実現し，固体材料の変形における連続体から不連続体へ，もしくは不連続体から連続体への遷移はいかにして起こるのかを，明らかにすることを目的とする．
最終年度である令和5年度は，令和3年度構築した基礎理論に基づき令和4年土に実装した解析コードを用い，いくつかの具体的な数値解析を通じた提案手法の妥当性検証を行った．
理論構築においては，本研究課題の中核となる，連続体－不連続体間のハイブリッド解析手法の定式化を進めた．提案理論の特徴は，連続体解析に対する物質点と，分子動力学解析における原子の両方の性質を併せ持つハイブリッド物質点を導入することにある．このハイブリッド物質点の具体的な定式化について，連続体解析における支配原理である仮想仕事の原理と整合するよう留意しながら研究を進めた．昨年度までに分子動力学解析パッケージLAMMPSによる実装を行い，その妥当性と有効性が確認できたため，分子動力学解析についてはLAMMPSを用いた実装に絞って研究を進めた．提案手法の妥当性を検証するためのベンチマーク問題として，せん断解析および引張解析を実施し，手法の妥当性を示すとともに，将来的な展望と課題を抽出することができた．
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