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不均一に気泡が分布する粘弾性体の固体/流体遷移領域における破砕メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26630047
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関東京農工大学

研究代表者

亀田 正治  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70262243)

研究分担者 山中 晃徳  東京農工大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50542198)
連携研究者 市原 美恵  東京大学, 地震研究所, 准教授 (00376625)
奥村 聡  東北大学, 大学院理学研究科, 助教 (40532213)
上杉 健太朗  高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (80344399)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード流体工学 / 固体地球惑星物理学 / 計算力学 / 火山爆発 / 破砕 / き裂 / フェーズフィールド法 / 火山 / レオロジー / 可視化 / シミュレーション工学
研究成果の概要

爆発的火山噴火のトリガーである発泡マグマの破砕過程を解明するための室内実験と数値シミュレーションを進めた.まず,X線CT撮影により内部の3次元空隙構造を把握した発泡マグマ模擬材料を用いた急減圧実験,その試料の応力分布を算出する3次元有限要素法解析から,き裂進展のきっかけとなる気泡周りの応力集中と実験で見られたき裂発生箇所が良く一致することを示した.次に,フェーズフィールド法と有限要素法のカップリングによる,マクスウェル粘弾性体内き裂進展計算ソルバを開発した.モデル計算として,切欠きを有する2次元平板の一軸引張過程を解いたところ,粘度の違いによるき裂進展過程の変化をとらえることに成功した.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Fragmentation of Vesicular Magma with Non-Uniform Distribution of Bubbles2016

    • 著者名/発表者名
      Kameda M., Ichihara M., Maruyama, S., Aoki, Y., Okumura, S. and Uesugi, K.
    • 学会等名
      The 26th Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不均一な気泡分布をともなう発泡マグマ破砕過程の解明2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 祥吾, 青木 ヤマト, 黒川 紀章, 吉田 広志, 亀田 正治, 市原 美恵, 奥村 聡, 上杉 健太朗
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] FRAGMENTATION OF A POROUS VISCOELASTIC LIQUID BY RAPID DECOMPRESSION: IMPLICATION TO VOLCANIC ERUPTION2016

    • 著者名/発表者名
      Kameda M. and Ichihara M.
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Multiphase Flow
    • 発表場所
      Firenze Fiera - Palazzo dei Congressi, Firenze, Italy
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 急加圧を受ける空孔を有するマクスウェル粘弾性体におけるき裂の進展2015

    • 著者名/発表者名
      黒川 紀章, 山中 晃徳, 亀田 正治
    • 学会等名
      日本機械学会 第28回計算力学講演会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 空隙を含む粘弾性体の急減圧時挙動の数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      黒川 紀章, 亀田 正治, 市原 美恵
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] X線CT 撮影による発泡マグマ模擬材料の破砕観察2015

    • 著者名/発表者名
      青木 ヤマト, 亀田 正治, 津郷 光明, 山田 晶史, 市原 美恵, 奥村 聡, 上杉 健太朗
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 発泡マグマ模擬材料における脆性的遅れ破砕のメカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      亀田 正治, 志田 司, 市原 美恵, 津郷 光明, 奥村 聡, 上杉 健太朗
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 横浜
    • 年月日
      2014-05-02
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線CT撮影による発泡マグマ模擬材料遅れ破砕の観察2014

    • 著者名/発表者名
      志田 司, 青木 ヤマト, 亀田 正治, 市原 美恵, 奥村 聡, 上杉 健太朗
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 横浜
    • 年月日
      2014-05-02
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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