| 研究課題/領域番号 |
19K04090
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
浦長瀬 正幸 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (00512766)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 結晶変形シミュレーション / 非平衡分子動力学法 / 材料強度解析 / 分子動力学法 / 結晶粒界 / 材料変形 / 非平衡系のシミュレーション / 塑性変形 / 量子-古典ハイブリッドシミュレーション / 量子－古典ハイブリッドシミュレーション / 密度汎関数理論 / 分子動力学シミュレーション / 材料強度 / 量子ー古典ハイブリッドシミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属は一般に多数の微小な結晶から形成され、それぞれの結晶の境界は粒界と呼ばれ、金属の変形の際に種々の影響を及ぼし、特に個々の結晶のサイズが小さくなると粒界の影響は非常に大きくなる。シミュレーションは金属の変形を解析する際に便利な手法であるが、従来用いられているシミュレーション手法では変形の際に粒界が与える影響を高精度で評価することは困難であるため、量子力学に基づいた手法を従来のシミュレーションに取り入れることで粒界が金属の変形にどのように寄与しているかについて精密な解析を実施する。
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| 研究成果の概要 |
分子動力学法を用いたグラフェン双結晶の引張りシミュレーションにより強度の方位差依存性を検討し、マグネシウム等の３次元結晶と同様に粒界エネルギーと単純な関係は成立しないことを見出した。また、変形シミュレーションで生じた難点を軽減するために新たな非平衡分子動力学法を開発した。さらに、コア-シェルモデルを用いた解析によりチタン酸バリウム内の分極の挙動に対する空孔の影響及び金表面近傍の水のダイナミクスの解析を実施した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラフェンはナノ技術では非常に重要な物質であり、その力学的挙動を理解することは適用可能な負荷と直接関係するためグラフェンを技術応用する際に無視できない因子である。また、新たに開発した分子動力学手法は材料の変形のみならず熱伝導など幅広くかつフレキシブルに適用可能であるため、基礎研究及び現実に近い応用的なシミュレーション共に利用可能である。そして、強誘電体は多くの機器で用いられており、それらの基礎的な現象解明の進展はそれらの機器の進歩として社会に貢献すると考えられる。
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