| 研究課題/領域番号 |
17K17660
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
計算科学
原子力学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2018-2019)
東京大学 (2017) |
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研究代表者 |
近藤 雅裕 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10589295)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 粒子法 / 高粘度流体 / 溶融凝固 / 非ニュートン流体 / 表面張力 / 自由表面流れ / 非圧縮性流体 / 物理的健全性 / 高粘性 / 溶融 / 熱力学的健全性 / 熱力学第二法則 / 角運動量保存 / 流体 / 高粘度 / 数値解析 / 自由表面 |
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| 研究成果の概要 |
原子力発電所の過酷事故における溶融挙動解析の高度化に向けて、複雑な幾何形状および自由表面を伴う流れを得意とする数値計算手法の１つである粒子法の基盤技術を整備し、溶融凝固解析へと発展させた。具体的に、粒子法の離散的な計算において、角運動量保存則や熱力学第二法則など基本的な物理法則を満たす計算手法を開発し、基礎的な検証を行ない、さらに、高粘度流体、非ニュートン流体（ビンガム流体）、溶融凝固を伴う流れ、表面張力を伴う流れの解析へと展開し、開発した手法の有用性および発展性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した角運動量保存則や熱力学第二法則などの基本的な物理法則を満たつつ非圧縮計算を効率的に行う粒子法は、世界的にも先端的方法であり、国際論文誌に掲載された。熱力学第二法則を満たすことは、力学的エネルギーの増大を伴う粒子の飛散を防ぎ、安定な計算結果を得るうえで重要である。また、角運動量保存則を満たす高粘度流体の計算手法は、半固体や固液共存状態の計算へと発展する技術であり、原子力発電所の過酷事故における溶融凝固を伴う流れのみならず、食品、樹脂成型、金属加工、土木、防災など様々な産業分野における固体と液体の中間に位置するような流動現象の計算に貢献するものと期待される。
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