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乾燥亀裂における破片形状と破壊過程の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K17779
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 伸一  東京大学, 地震研究所, 助教 (10756331)

研究協力者 中原 明生  
湯川 諭  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード乾燥亀裂 / 統計則 / 形状 / 確率過程 / フェーズフィールドモデル
研究成果の概要

粘土などのペーストを乾燥させると表面に亀裂のパターンが生じる。この乾燥亀裂パターンに対して、本研究課題は、パターンに現れる破片の形状とその破片の破壊過程の関係を明らかにすることを目的として、(i) コロイド懸濁液の乾燥破壊実験、(ii) 亀裂パターンのシミュレーションモデルの開発、(iii) 乾燥亀裂における破片生成過程の統計モデリングを実施した。これらの研究結果により、破片形状と破片の破壊過程の関係の定量化を可能にし、実験で得られた破片形状の統計法則の物理的起源を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

破壊を特徴づける量として破片の統計法則はしばしば計測されるが、それはその破壊がどのようなものだったかが、統計法則に現れる為である。既存研究では、破片のサイズに関する統計法則がよく調べられるが、実際の壊れ方は破片のサイズだけでなく、破片の形状にも依存する。しかしながら、破片形状と壊れ方を定量的に論じる研究は少なく、本研究は破片形状と壊れ方を定量化することで、破片形状の統計法則からその物質が受けた力や晒された環境の履歴情報を抽出・解明する方法論の創出のための基盤研究となる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Bayesian inference of grain growth prediction via multi-phase-field models2019

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito, Hiromichi Nagao, Takashi Kurokawa, Tadashi Kasuya, and Junya Inoue
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Model Selection Based on Bayesian Inference that Uncovers Fundamental Dynamics of Desiccation Crack Patterns2019

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito, Akio Nakahara, and Satoshi Yukawa
    • 学会等名
      American Physical Society March meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological properties of surface crack patterns due to volumetric shrinkage2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito and Satoshi Yukawa
    • 学会等名
      American Geophysical Union
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Desiccation crack patterns based on phase-field modeling and their statistical properties2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito and Satoshi Yukawa
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大規模データ同化に基づく鉄鋼材料組織予測と計測デザイン2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸一, 長尾大道, 糟谷正, 井上純哉
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Grain Growth Prediction Based on Data Assimilation by Implementing 4DVar on Phase-Field Models2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito, Hiromichi Nagao, Takashi Kasuya, and Junya Inoue
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grain Growth Prediction Based on Data Assimilation by Implementing 4DVar on Phase-Field Models2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito, Hiromichi Nagao, Takashi Kasuya, and Junya Inoue
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェーズフィールド法に基づく乾燥亀裂シミュレーションとその統計的性質2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸一, 湯川諭
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Statistical Modeling for Desiccation Cracking Based on Shape-Dependent Fragmentation Process2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito, Satoshi Yukawa
    • 学会等名
      American Physical Society March meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乾燥収縮破壊の破片形状依存性と統計的モデリング2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸一, 湯川諭
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 乾燥収縮破壊の破片形状依存性と統計的モデリング2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸一, 湯川諭
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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