2013 Fiscal Year Annual Research Report
現物モデリングによる実験・計測融合マルチレベルトライボロジーシミュレータの開発
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25220901
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Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宮本 明 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (50093076)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畠山 望 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (50312666)
鈴木 愛 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (40463781)
三浦 隆治 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (00570897)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | トライボロジー / シミュレーション工学 / 表面・界面物性 |
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| Research Abstract |
量子論に基づいてミクロとメソ、マクロを繋ぐ「マルチレベルトライボロジーシミュレータ」を世界に先駆けて開発してきたが、最近はトライボロジー分野の機器分析、計測試験方法が飛躍的に進歩している。しかしながら、実験の進歩が計算には十分には反映されず、また、理論・計算の進歩が十分には実験には反映されないなど、十分な協奏・シナジーが発揮されて来なかった。そこで、本研究では、これまで別々に進められてきた実験的手法と理論的・計算化学的な手法を融合した実験融合マルチレベル計算化学手法を、これも世界に先駆けて、トライボロジー分野において実現し、次世代自動車、医療機器など社会の期待が大きい技術に応用して、その有効性を実証する。さらに、実験・計測そのものをマルチレベルでリアルにシミュレーションするシームレスシミュレータの開発と合わせて、トライボロジーに係る研究開発手法を飛躍的に革新する。
１．実験トライボロジーで現れる実構造・本物構造のコンピュータモデリング手法の開発：リアルな原子レベルでのモデリングを実現するために、平成２５年度は、ラマン分光シミュレータに加え、Ｘ線回折、中性子線回折、赤外線分光、ＸＰＳ、ＡＦＭの各シミュレータを開発した。
２．実構造・本物構造モデルからのトライボロジー物性の理論予測手法の開発：平成２５年度は、弾性係数、ポアソン比、熱伝導度、電気伝導度の各局所物性値を超高速化量子分子動力学法に基づき予測する手法について、トライボ解析で必要となる高圧、高せん断状態への適用性、計算精度を高める開発を行った。
３．原子レベルからの積上げによるトライボ計測・トライボ試験結果予測手法の開発：平成２５年度は、往復摺動試験装置シミュレータの開発を行った。その際に必要となる局所構造、局所物性について、上記１、２のシミュレータを活用することにより、原子レベルからの積上げによるマルチスケール化を実現した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度当初に計画していた達成項目を全て実施できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
年度計画に従って実施していくが、進捗度に応じて、可能なものは年度内に前倒しして研究を進める。
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[Presentation] Multiscale Multiphysics Computational Chemistry Simulation Applied to Ski Wax Tribology2013
Author(s)
Akira Miyamoto, Kayako Araki, Hiromi Kubota, Mai Miura, Kotaro Okushi, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Nozomu Hatakeyama, Akihiro Isomura, Yusuke Yaegashi, Junichi Sato, Keiichiro Fujita
Organizer
International Congress on Science and Skiing (ICSS 2013)
Place of Presentation
St. Christoph, Austria
Year and Date
20131214-20131219
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[Presentation] Experiment-Integrated Computational Chemistry Simulation of Ski Wax Penetrated into Running Surface2013
Author(s)
Nozomu Hatakeyama, Kayako Araki, Hiromi Kubota, Mai Miura, Kotaro Okushi, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Akihiro Isomura, Akira Miyamoto, Yusuke Yaegashi, Junichi Sato, Keiichiro Fujita
Organizer
International Congress on Science and Skiing (ICSS 2013)
Place of Presentation
St. Christoph, Austria
Year and Date
20131214-20131219
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[Presentation] Lubrication of Iron Oxide by Adsorbed C18 Fatty Acids in Vacuum: A Quantum Chemistry MD Simulation2013
Author(s)
Sophie Loehle, Clotilde Minfray, Christine Matta, Thierry Le Mogne, Jean Michel Martin, Raphaele Iovine, Yukiko Obara, Kenji Inaba, Ryuji Miura, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto
Organizer
The 5th World Tribology Congress (WTC 2013)
Place of Presentation
Trino, Italy
Year and Date
20130908-20130913
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