格子の対称性に着目した原子ダイナミクスの新たな力学モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 24560074
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 工学基礎
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 土井 祐介 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10403172)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 非線形格子 / 離散ブリーザー / 非線形局在モード / 非線形格子モデル / 分子動力学法 / 分子動力学 / 複素ノーマルモード

研究成果の概要

非線形格子系に出現するエネルギー局在モードの移動性を、格子系の複素ノーマルモード空間での回転対称性に対応する格子の対称性を実現することにより大きく高めた。この格子の構築法に関してFPU格子系に対する極めて効率的な探索を実現し、大自由度系での数値シミュレーションを行えるようになった。これにより対称格子系におけるエネルギー局在モードの構造およびダイナミクスが解析できるようになった。また、一般の格子系についても対応する対称格子系の構築法を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] 音響メタマテリアルの大振幅振動における動力学特性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東山直樹・土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 第19回分子動力学シンポジウム講演論文集 巻: -
• [雑誌論文] 音響メタマテリアルの力学モデルにおける非線形ダイナミクスの数値的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・東山直樹・中谷彰宏
  • 雑誌名: 第58回日本学術会議材料工学連合講演会講演論文集 巻: - ページ: 450-450
• [雑誌論文] 結晶中のエネルギー局在構造の伝ぱ特性の数値解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演論文集(第27回計算力学講演会) 巻: - ページ: 2133-2133
  • NAID: 110009940118
• [雑誌論文] 方程式フリー法を用いた長柱の波動伝ぱと変形挙動に関する解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮外佳範・土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 第18回分子動力学シンポジウム講演論文集 巻: 18
• [雑誌論文] マグネシウム積層構造体における非線形振動とその不安定化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 第18回分子動力学シンポジウム講演論文集 巻: 18
• [雑誌論文] 階層構造を有する破壊プロセス領域のき裂進展機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 王孝汝・土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演論文集(第26回計算力学講演会) 巻: - ページ: 1535-1535
• [雑誌論文] マグネシウム積層構造の非線形フォノンモード解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演論文集(第26回計算力学講演会) 巻: - ページ: 1537-1537
• [雑誌論文] Modulational Instability of Zone Buondary Mode and Band Edge Modes in Two-Dimensional Nonlinear Lattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi and A. Nakatani
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: Vol.81 号: 12 ページ: 124402-124402
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.124402
  • 査読あり
• [学会発表] 対称格子における移動型非線形局在モードの構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・吉村和之
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 結晶中のエネルギー局在構造の伝ぱ特性の数値解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 第27回計算力学講演会
  • 発表場所: 岩手大学(岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] 音響メタマテリアルの力学モデルにおける非線形ダイナミクスの数値的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・東山直樹・中谷彰宏
  • 学会等名: 第58回日本学術会議材料工学連合講演会講演論文集
  • 発表場所: 京都テルサ(京都市)
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-28
• [学会発表] Nonlinear atomic localization in crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi
  • 学会等名: 15th Workshop on Fine Particle Plasmas (WFPP15)
  • 発表場所: 核融合科学研究所(多治見市)
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Constructing a lattice model supporting highly mobile discrete breathers (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi, K. Yoshimura
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2014)
  • 発表場所: ルツェルン(スイス)
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] Nonlinear dynamics of a quasi-one-dimensional model of acoustic metamaterials (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Higashiyama Y. Doi and A. Nakatani
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2014)
  • 発表場所: ルツェルン(スイス)
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] Stability of discrete breather on atomic scale in deformed carbon structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi, A. Nakatani
  • 学会等名: IUTAM Symposium 2014 Complexity of Nonlinear Waves
  • 発表場所: タリン(エストニア)
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] 音響メタマテリアルの大振幅振動における動力学特性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東山直樹・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 第19回分子動力学シンポジウム
  • 発表場所: 福岡大学(福岡市)
  • 年月日: 2014-05-16
• [学会発表] Nonlinear excitations in graphene (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi
  • 学会等名: Workshop on nonlinear excitations in discrete lattices
  • 発表場所: 金沢大学(金沢市)
  • 年月日: 2014-04-02
• [学会発表] マグネシウム積層構造の非線形挙動と不安定性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本金属学会講演概要集(2014年春季講演大会(第154回))
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 方程式フリー法を用いた長柱の波動伝ぱと変形挙動に関する解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮外佳範・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 第18回分子動力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] マグネシウム積層構造体における非線形振動とその不安定化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 第18回分子動力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Stability of nonlinear vibration modes in periodic structure of magnesium (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi and A. Nakatani
  • 学会等名: International Symposium on Atomistic Modeling for Mechanics and Multiphysics of Materials (ISAM4 2013)
  • 発表場所: University of Tokyo
• [学会発表] Numerical study of nonlinear vibrations in layered structure in magnesium (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi and A. Nakatani
  • 学会等名: 2013 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2013)
  • 発表場所: Santa Fe, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 階層構造を有する破壊プロセス領域のき裂進展機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 王孝汝・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 第26回計算力学講演会
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] マグネシウム積層構造の非線形フォノンモード解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 第26回計算力学講演会
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] Nonlinear Energy Localization Modes in Crystals: Discrete Breather (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi
  • 学会等名: 25th Symposium on Phase Change Oriented Science (PCOS2013)
  • 発表場所: ホテル瑞鳳(仙台)
  • 招待講演
• [学会発表] 原子モデルによるマグネシウム積層構造の有限振動特性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本金属学会2013年度春期大会
  • 発表場所: 東京理科大学
• [学会発表] Modulational instability and chaotic breathers in two dimensional Fermi-Pasta-Ulam lattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Doi and Akihiro Nakatani
  • 学会等名: 19th International Symposium on Nonlinear Acoustics (ISNA19)
  • 発表場所: Waseda University
  • 招待講演
• [学会発表] 経験的ポテンシャルを用いたマグネシウム周期積層構造の振動モード解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・石川省吾・中谷彰宏
  • 学会等名: 第17回分子動力学シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
• [学会発表] Numerical study on structure and stability of phonon modes in a model of layered strcture of magnesium (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi, S. Ishikawa and A. Nakatani
  • 学会等名: International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials 2012 (LPSO2012)
  • 発表場所: Sappro Convention Center
• [学会発表] 経験的ポテンシャルを用いたマグネシウム積層構造体のフォノン構造と安定性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・神谷和典・石川省吾・中谷彰宏
  • 学会等名: 軽金属学会第123回秋期大会
  • 発表場所: 千葉工業大学津田沼キャンパス
• [図書] Localized modes in nonlinear discrete systems (in Progress in Nanophotonics III (M. Ohtsu and T. Yatsui(Eds.))) (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimura, Y. Doi, M. Kimura ()
  • 総ページ数: 208
  • 出版者: Springer