| 研究課題/領域番号 |
19K15077
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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22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
丸山 泰蔵 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (90778177)
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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 |
1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 弾性波 / 非線形超音波法 / 接触音響非線形性 / 境界要素法 / 調和バランス法 / 高調波 / 分調波 / H行列 / 非破壊検査 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでに開発してきた調和バランス-境界要素法を半無限弾性体中の表面き裂，及び3次元問題へ拡張する．3次元問題ではき裂面に対する新たな境界モデルを開発し，大規模問題への対応のため高速化を施す．調和バランス-境界要素法は連立非線形方程式を解く必要があり，その求解の計算量が支配的となる．そのために必要な逆行列演算に対して，行列の特性を活かした高速化手法の検討を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，構造物や機械に生じたき裂に対する高精度な非破壊評価のための数値解析手法の改良を行った．具体的には，研究代表者らがこれまでに開発を行ってきた調和バランス-境界要素法は小規模な2次元解析のみしかできなかったため，実際の問題を考慮した場合に必要となる3次元解析，及び材料表面を考慮した解析を実施できるように拡張した．また，より複雑な問題を解析することを考えると計算の大規模化が懸念されるため，H行列法の適用を行い，計算量の低減を図った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果によって，材料表面のき裂を含む系の共振特性とき裂面の接触の相互作用によって分調波共振が発生することが数値解析モデルの中で確認できた．そのため，これまでの非線形超音波法で不明確だった分調波発生現象について非線形動力学の観点から調べられる数値解析手法を提案し，解析結果によるメカニズムの説明ができたと考えられる．また，非線形境界値問題に対してもH行列法は計算効率改善に一定の効果があることが確かめられた．
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