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分子シミュレーション法による欠陥、転位、粒界の相転移への影響

研究課題

研究課題/領域番号 12640465
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関東京工業大学

研究代表者

河村 雄行  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00126038)

研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2000年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード分子シミュレーション / 分子動力学法 / メトロポリスモンテカルロ法 / 相転移 / 状態方程式 / 点欠陥 / 転位 / 並列計算システム / 相移転
研究概要

1.すでに開発していた分子シミュレーション計算手法とプログラム(分子動力学法:MXDORTOとMXDTRICL、およびモンテカルロ法:MCORTOプログラム)さらに発展させた。発展内容は主として次のものである。
相転移温度・圧力を含むいくつかの温度圧力条件での(NPT)アンサンブルでのMDおよびMCシミュレーションを行うので、圧力制御方法の依存性を調べることは不可欠である。従来の1)応力テンソルによる基本セル形状のスケーリング、2)パリネロとラーマンの方法による相転移挙動への手法の依存性を調べた。さらに弾性体の運動方程式を用いた圧力一定の分子動力学法の基本方式を確立した。また、新たな汎用原子間相互作用モデルに対応した。
2.分子シミュレーションの計算に必要不可欠な原子間相互作用モデルについては、H_2O、CaO、CaTiO_3などについて12年度に精密化し、13年度はNH-3、GaNを含めより複雑な物質を再現するものを開発し、さらに精密化を行った。
3.シミュレーション計算の初期構造として、完全結晶にあらかじめ点欠陥、転移、粒界などの原型を作成しておく必要がある。このための手法をさらに発展・汎用化し、それを実行するプログラムを開発した。その有効性を、モデルとしての欠陥構造等を作成し、小規模のシミュレーション計算を行い、その安定性・構造変化・欠陥エネルギーなどを評価することにより確認した。
4.大規模計算を行うため、dualCPUのPCの4台による8CPUの分散並列コンピュータシステムを構築し、これに対応して、より大規模な系のための汎用並列分子シミュレーションプログラムを作成した。
5.GaN(ウルツアイト構造、6方晶系)について、様々な方位で初期転位を作成し、MDを用いて緩和した構造を、すでに行っていたCaOのものと比較し、転位構造の安定性と動的挙動を調べた。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Y.Ichikawa, K.Kawamura, M.Nakano, K.Kitayama, T.Seiki, N.Theramast: "Seepage and consolidation of bentonite saturated with pure-or salt-water by the method of unified molecular dynamics and homogenization analysis Engineering"Geology. 60. 127-138 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Taku TSUCHIYA, Katsuyuki Kawamura: "Systematics of elasticity : Ab initio study in B1-type alkaline earth oxides"J. Chemical Physics. 114(22). 10086-10093 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisako Sato, Akihiko Yamagishi, Katsuyuki Kawamura: "Molecular Simulation for Flexibility of a Single Clay Layer"J. Phys. Chem. B. Vol.105(33). 7990-7997 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] ICHIKAWA, Y., KAWAMURA, K., UESUGI, K., SEG, Yong-Seok, FUJII, N.: "Micro-and macrobehavior of granitic rock : Observations and viscoelastic homogenization analysis"Computer methods in applied mechanics and engineering. 191. 47-72 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keiji Yamahara, Keiji Okazaki, Katsuyuki Kawamura: "Molecular dynamics study of the thermal behaviour of silica glass/melt and cristobalite"Jornal of Non-Crystalline Solids. 291. 32-42 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keiko Tamura, Katsuyuki Kawamura: "Molecular Dynamics Modeling of Tubular Aluminium Imogolite"J. Phys. Chem. B.. 106(2). 271-278 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidenosuke Itoh, John S.Tse, Katsuyuki Kawamura: "The structure and dynamics of doubly occupied Ar hydrate"Journal of Chemical Physics. Vol.1(115) No.20. 9414-9420 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ichikawa, K. Kawamura, M. Nakano, K. Kitayama, T. Seiki, and N. Theramast: "Seepage and consokiidation of bentonite saturated with pure- or salt-water by the method of unified molecular dynamics and homogenization analysis"Enginnering. Geology 60. 127-138 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Taku TSUCHIYA and Katsuyuki Kawamura: "Systematics of elasticity : Ab initio study in B1-type alkaliine earth oxides"J. Chemical Physics. 114(22). 10086-10093 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisako Sato, Akihiko Yamagishi, and Katsuyuki Kawamura: "Molecular Simulation for Flexibility of a Single Clay Layer"J. Phys. Chem. B.. Vol.105(33). 7990-7997 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] ICHIKAWA, Y., KAWAMURA, K., UESUGI, K., SEO, Yong-Seok, and FUJII, N.: "Micro-and macrobehavior of granitic rock : Observations and viscoelastic homogenization analysis"Computer methods in applied mechanics and engineering. 191. 47-72 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keiji Yamahara, Keiji Okazaki, Katsuyuki Kawamura: "Molecular dynamics study of the thermal behaviour of silica glass/melt and cristobalite"Journal of Non-Crystalline Solids. 291. 32-42 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keiko Tamura and Katsuyuki Kawamura: "Molecular Dynamics Modeling of Tubular Aluminium Imogolite"J. Phys. Chem., B.. 106(2). 271-278 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidenosuke Itoh, John S. Tse, and Katsuyuki Kawamura: "The structure and dynamics of doubly occupied Ar hydrate"Journal of Chemical Physics. Vol.115,No.20. 9414-9420 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ichikawa, K.Kawamura, M.Nakano, K.Kitayama, T.Seiki, N.Theramast: "Seepage and consolidation of bentonite saturated with pure- or salt-water by the method of unified molecular dynamics and homogenization analysis. Engineering"Geology. 60. 127-138 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Taku TSUCHIYA, Katsuyuki Kawamura: "Systematics of elasticity : Ab initio study in B1-type alkaline earth oxides"J.Chemical Physics. 114・22. 10086-10093 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hisako Sato, Akihiko Yamagishi, Katsuyuki Kawamura: "Molecular Simulation for Flexibility of a Single Clay Layer."J.Phys.Chem.B. 105・33. 7990-7997 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] ICHIIKAWA, Y., KAWAMURA, K., UESUGI, SEO, Yong-Seok, FUJII, N.: "Micro-and macrobehavior of granitic rock : Observations and viscoelastic homogenization analysis"Computer methods in applied mechanics and engineerling. 191. 47-72 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Keiji Yamahara, Keiji Okazaki, Katsuyuki Kawamura: "Molecular dynamics study of the thermal behaviour of silica glass/melt and cristobalite"Jornal of Non-Crystalline Solids. 291. 32-42 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Keiko Tamura, Katsuyuki Kawamura: "Molecular Dynamics Modeling of Tubular Aluminium Imogolite"J.Phys.Chem. B.. 106・2. 271-278 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hidenosuke Itoh, John S. Tse, Katsuyuki Kawamura: "The structure and dynamics of doubly occupied Ar hydrate"Journal of Chemical Physics. Vol.1(115)No.20. 9414-9420 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yong-Seok Seo,Jin-Kook Lee,Y.,Ichikawa,K.,Kawamura,Gyo-Cheol Jeong,and Gyo-Won Kim: "A sudy on anisotropic characteristics of axial strength in α-quartz by using molecular dynamics simulation and uniaxial compression test."Journal of Korean Society fro Rock mechenics Tunnel and Underground Space. Vol.10 No.1. 70-79 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hideko Hayashi,Rie Sagawa,Hideki Inaba,and Katsuyuki Kawamura: "Molecular dynamics calculations on ceria-based solid electrolytes with different Radius dopants"Solid State Ionics. 131. 281-290 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 河村雄行: "粘土鉱物と水・水溶液との係わり-分子動力学法計算からのアプローチ-"SMECTITE、スメクタイト研究会会報. Vol.10,No.1. 24-38 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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