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変分型亀裂進展モデルの数学解析と数値解析

研究課題

研究課題/領域番号 26400195
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 数学基礎・応用数学
研究機関金沢大学

研究代表者

木村 正人  金沢大学, 数物科学系, 教授 (70263358)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード亀裂進展モデル / 変分型モデリング / 自由境界問題 / 最適形状設計 / クリスタライン法 / 転位 / 弾性体 / バネ・ブロック系 / フェーズフィールドモデル / 移動境界問題 / バネブロックモデル
研究成果の概要

本研究では,研究代表者が提案している変分型の亀裂進展モデルと関連する移動境界モデルについて,解の存在や収束性・安定性などの数学解析を行い,強固な数理モデルの基礎付け,数値シミュレーション手法の開発,と同時に新たな数学解析手法の確立を目指した.亀裂進展モデルの持つ勾配構造を明らかにし,簡略化されたPDEモデルに対して,解の一意存在性を示した.また,関連する弾性バネ・ブロック系,転位運動のフェーズフィールドモデル,自由境界問題に対する形状最適化アプローチ,変分型クリスタライン法による雪の結晶成長モデル,などについてもその勾配構造に基づいた数学解析,数値解析,数理モデリングなどをそれぞれ行った.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 オープンアクセス 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 10件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [雑誌論文] Shape optimization approach by traction method to inverse free boundary problems2017

    • 著者名/発表者名
      S. Shioda, A. U. Maharani, M. Kimura, H. Azegami, and K. Ohtsuka
    • 雑誌名

      Mathematical Analysis of Continuum Mechanics and Industrial Applications, Mathematics for Industry, Springer

      巻: 26 ページ: 111-123

    • DOI

      10.1007/978-981-10-2633-1_8

    • ISBN
      9789811026324, 9789811026331
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 力法を用いた最適形状設計問題のアプローチによる自由境界問題の数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      塩田青玄,マハラニ・アハサニ・ウンミ,木村正人,畔上秀幸,大塚厚二
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1995 ページ: 92-101

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An energy-consistent model of dislocation dynamics in an elastic body2016

    • 著者名/発表者名
      V. Chalupecky and M. Kimura
    • 雑誌名

      Mathematical Challenges in a New Phase of Materials Science, Springer Proceedings in Mathematics & Statistics, Springer

      巻: 166 ページ: 53-68

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56104-0_3

    • ISBN
      9784431561026, 9784431561040
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical construction of energy-theoretic crack propagation based on a localized Francfort-Marigo model,2015

    • 著者名/発表者名
      Armanda I., M. Kimura, T. Takaishi and Maharani A. U.
    • 雑誌名

      Recent Development in Computational Science

      巻: 6 ページ: 35-41

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Shape optimization approach to a free boundary problem2015

    • 著者名/発表者名
      Maharani A. U., M. Kimura, H. Azegami, K. Ohtsuka, and Armanda I.
    • 雑誌名

      Recent Development in Computational Science

      巻: 6 ページ: 42-55

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 特異性を持つ多角形運動と雪の結晶成長モデルへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      田中智恵,木村正人
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1979 ページ: 120-137

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shape derivative of cost function for singular point: Evaluation by the generalized J integral2014

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Azegami, Kohji Ohtsuka and Masato Kimura
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 6 ページ: 29-32

    • NAID

      130004540629

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A phase field approach to mathematical modeling of crack propagation2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Kimura and Takeshi Takaishi
    • 雑誌名

      A Mathematical Approach to Research Problems of Science and Technology, Mathematics for Industry

      巻: 5 ページ: 161-170

    • DOI

      10.1007/978-4-431-55060-0_13

    • ISBN
      9784431550594, 9784431550600
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Symmetry and positive definiteness of the tensor-valued spring constant derived from P1-FEM for the equations of linear elasticity2014

    • 著者名/発表者名
      H. Notsu and M. Kimura
    • 雑誌名

      Networks and Heterogeneous Media

      巻: 9 (4) 号: 4 ページ: 617-634

    • DOI

      10.3934/nhm.2014.9.617

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Generalized hexagonal crystalline motion with facet collision and breaking and application to a snow flake model2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura
    • 学会等名
      Emerging Developments in Interfaces and Free Boundaries
    • 発表場所
      Oberwolfach Research Institute for Mathematics, Germany
    • 年月日
      2017-01-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phase field model for crack propagation and some applications2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Joint Workshop on Numerical Analysis and Scientific Computation
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Shape optimization approach to free boundary problems by traction method2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura
    • 学会等名
      ICCOPT2016
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-08-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Applications of a phasefield model for crack propagation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura
    • 学会等名
      WCCM XII&APCOM VI
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unidirectional gradient flow and its application to a crack propagation model2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura
    • 学会等名
      Variational Models of Fracture
    • 発表場所
      Banff International Research Startion, Canada
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical study of shape optimization by traction method2015

    • 著者名/発表者名
      木村正人
    • 学会等名
      RIMS研究集会:現象解明に向けた数値解析学の新展開
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Shape optimization approach by traction method to an inverse free boundary problem2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Kimura
    • 学会等名
      CoMFoS15
    • 発表場所
      Kyushu University
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An irreversible gradient flow and its application to a crack propagation model2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Kimura
    • 学会等名
      ICIAM2015
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クリスタライン法の一般化について ー構造保存型多角形運動と結晶成長モデルへの応用ー2015

    • 著者名/発表者名
      木村正人、田中智恵(共同講演)
    • 学会等名
      RIMS研究集会 パターン形成と界面ダイナミクスの数理
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-01-06 – 2015-01-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A fracture model on spring-block system with energy gradient structure2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Kimura
    • 学会等名
      RIMS intenational conference: Mathematical Challenge to a New Phase of Materials Science
    • 発表場所
      Masukawa Hall, Kyoto University
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An irreversible diffusion equation and a phase field model of crack propagation2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Kimura
    • 学会等名
      The 10th AIMS Conference on Dynamical Systems
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] CoMFoS162016

    • 発表場所
      Kyushu University, Nishijin Plaza
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] CoMFoS152015

    • 発表場所
      九州大学サテライトプラザ
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2023-03-16  

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