| 研究課題/領域番号 |
19K14605
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分12040:応用数学および統計数学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 (2021-2023)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2019-2020) |
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研究代表者 |
GAO Yueyuan 北海道大学, 電子科学研究所, 特任助教 (80807793)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | Crack growth phenomenon / Fracture toughness / Phase-field models / J-integral / Inverse problem / Numerical analysis / Inhomogeneity / Inverse problem / Phase-field Model / Inverse estimation / Data science / Phase-field model / Finite volume method |
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| 研究開始時の研究の概要 |
The research of this project is based on the phase-field model by Takaishi and Kimura which describes the crack growth phenomenon in materials science. The model is a partial differential equations system involving the positive-part function. We study the connection between the structure of the material in deterministic and stochastic cases and the toughness of the material. We perform numerical simulations by finite volume methods and investigate the well-posedness of the system by means of the convergence of the numerical scheme.
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| 研究成果の概要 |
き裂の進展現象は破壊力学の重要な課題であり、本研究では、き裂の進展現象を記述している勾配流型のフェーズフィールドモデルを用いて、まず均一と不均一材料のき裂経路、および材料の破壊靱性評価するためのJ 積分の数値計算例を実行した。そして、き裂経路に基づいて、データ前処理、k平均法と線形回帰を適用し、フェーズフィールドモデルの材料破壊靱性値を推定する逆問題を提案した。結果としては、不均一材料の不均一部分の位置と破壊靱性値の推定することができて、二つの異なった表面エネルギーから得られたフェーズフィールドモデルAT1とAT2の結果を比べて、二つのモデルの本質的な異同を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
き裂の進展現象は破壊力学の重要な課題である。勾配流型のフェーズフィールドモデルは、き裂の進展現象を理論的に理解する道具として重要なモデルとなっている。き裂の進展現象の理論解析を行うためには、異なるフェーズフィルドモデルの解析と逆問題への活用が必須である。この研究では、き裂の進展を記述するフェーズフィルドモデルに注目して、き裂進展現象のシミュレーションと均一や不均一材料の破壊靭性値の推定を行い、その解析から二つ異なった表面エネルギーから得られたフェーズフィルドモデル特徴の解明を行った。
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