2011 Fiscal Year Annual Research Report
目標指向型モデリングと方程式フリー法に基礎をおく計算固体力学理論の確立
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22360050
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中谷 彰宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50252606)
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| Keywords | 変形体の力学 / 計算力学 / シミュレーション / 方程式フリー法 / 連続体力学 / 分子動力学 / 目標指向型モデリング / 格子欠陥 |
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| Research Abstract |
未来材料の構造健全性を予測可能にする創造的な計算力学的方法論の実現には、基礎となる理論やアルゴリズムが研究者の想定外の結果を発見できる能力を有しており、かつ、現象のモデリングに対して解析者の先験的な知識を必要としない方法論の構築が望まれる。その一方で、実用的な解析法たるには計算結果の信頼性の保証や誤差評価が可能で、解析者が目標として設定する強度をできるだけ精度良くかつ効率的に獲得できるようアダプティブに自ら適切な方法論を作り出していく理論体系の構築が望まれる。このような広い要求を実現するために、本研究課題では、方程式フリー法(equation-free method ; EFM)に基づく発見的な方法論に目標指向適応局所解(goal oriented adaptive local solutions ; Goals)によるモデリング誤差評価の考え方を適用することにより、目標指向型の精度保証を行いつつシミュレーションの持つ新発見性を有する学術研究の方法論としての計算固体力学理論を構築することを目的としている。
平成23年度は「マルチスケール計算破壊力学に関する研究」を実施した。凝着域モデルを理想化したモデルとして,結合界面の微視構造の階層性と離散性を陽に考慮した解析モデルを作成し,微視構造の破断と弾性エネルギーの解放によりエネルギー解放率を評価し,見かけの破壊じん性が微視構造によってどのように変化するかを系統的に調べた.微視構造の離散性については量子化破壊力学により取扱いができることを示すとともに,階層構造を有する結合体モデルでは破壊プロセス領域の寸法が大きくなることによって破壊じん性が向上することを明ちかにした.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
凝着域の微視構造の離散性について量子化破壊力学での取り扱いが可能であることを確認できた.さらに,当初計画にはなかった階層性を有する微視構造の破壊について研究を発展させ,破壊じん性の飛躍的向上が現れることと,その原因と破壊プロセス領域の寸法との因果関係を明らかにできた.
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はこれまでに得られた理論面,および理想モデルによる定性的検討を踏まえて,大規模シミュレーションにより定量的知見の獲得を目指し,研究計画を遂行する.
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