| 研究課題/領域番号 |
19K14671
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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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| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
伊藤 伸一 東京大学, 地震研究所, 助教 (10756331)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 破壊 / 乾燥亀裂 / 不均一性 / フェーズフィールドモデル / データ同化 / 深層学習 / PINN / PIV |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水と粉の混合物（ペースト）が乾燥してできる破壊パターンは干上がった水田や水たまりなどで日常的に観測される。乾燥が進む中で、水の蒸発と粉体粒子の再配置に伴って、ペーストの硬さや脆さなどは時間変化するうえに、空間的に不均一になる。この不均一性は亀裂の発展の仕方に強く影響を与えるが、既存の実験技術のみで不均一性を計測することは困難であった。そこで本研究では、乾燥亀裂パターンのシミュレーションモデルと実験計測データを融合する大規模データ同化技術を用いて、空間不均一性を可視化する新規解析技術を創出することで、不均一性と破壊素過程の関係を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
水と粉の混合物(ペースト)が乾燥してできる破壊パターンは干上がった水田や水たまりなどで日常的に観測される。乾燥が進む中で、水の蒸発と粉体粒子の再配置に伴って、ペーストの硬さや脆さなどは時間変化するうえに、空間的に不均一になる。本研究課題では、そのような空間不均一性を可視化を通じて不均一性と破壊過程関係を理解するため、乾燥亀裂パターンのシミュレーションモデルと実験計測データを融合する大規模データ同化技術を開発を行なった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
破壊現象は我々にとって身近な現象であり、その予測・制御技術の開発は学術的にも社会的にも大きな意義を持つ。破壊の進展に伴って形成される亀裂パターンは破壊される物質の硬さや脆さなどの空間的に不均一な物性値に大きく依存する。そのようなパターン形成と物性値空間不均一性を定量化することは破壊進展の予測や制御への基礎的な知見となる。本研究は亀裂パターンのシミュレーションと実験計測データを融合する大規模データ同化の枠組みを開発することにより破壊現象の背後にある空間不均一性を評価する技術を創出する基盤研究となる。
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