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2015 年度 実績報告書

大規模波動解析手法の開発及びコンクリート材料に対する非破壊検査への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J10235
研究機関東京工業大学

研究代表者

丸山 泰蔵  東京工業大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード非破壊検査 / 数値シミュレーション / 境界要素法 / 非線形超音波 / 高調波 / 分調波
研究実績の概要

平成27年度は,閉口き裂に対する検出手法である非線形超音波法に対する基礎的なアプローチとして,数値シミュレーションによる分調波発生現象の再現,及びその原因の考察を行う予定であった.また,境界要素法・有限要素法結合解法の開発を行い,非線形超音波法の非均質材料へのアプローチを見通しの良いものにする予定であった.
分調波シミュレーションに関しては,平成26年度中に2次元時間領域境界要素法を用いた数値シミュレーションによって材料内部のき裂に対する分調波発生現象の再現に成功したため,平成27年度はその数値シミュレーション手法を材料表面に存在するき裂に対して拡張すること,及び3次元数値シミュレーションの実行を予定していた.成果としては,先行研究の計測実験において分調波発生現象が報告されている材料表面に存在するき裂に対して数値シミュレーション手法を拡張した.その後,数値シミュレーションを実行し,表面き裂による分調波発生現象の再現に成功した.また,その数値シミュレーションから,自由表面による弾性波の反射とき裂面の接触との相互作用によって,分調波発生現象が起こっていることを示唆する結果が得られた.さらに,平成26年度に行った3次元時間領域境界要素法の高速・効率化の成果を元に,非線形超音波法の数値シミュレーション手法を3次元へと拡張し,材料内部のき裂に対して解析を行った.その結果,有限の奥行き長さを有する2次元の場合と似た形状のき裂モデルに対して,分調波の発生が確認できた.また,奥行き長さが分調波発生現象に与える影響を調べた.
非均質材料へのアプローチである境界要素法・有限要素法結合解法の開発に関しては,2次元波動問題に対してGalerkin法を用いた定式化を行い,数値シミュレーションを実行することによって,その妥当性を検証した.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Transient elastic wave analysis of 3-D large-scale cavities by fast multipole BEM using implicit Runge-Kutta convolution quadrature2016

    • 著者名/発表者名
      Taizo Maruyama, Takahiro Saitoh, Tinh Quoc Bui, and Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

      巻: 303 ページ: 231, 259

    • DOI

      10.1016/j.cma.2016.02.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 時空間方向に高速化された3次元音響波動問題に対するCQ-BEM2015

    • 著者名/発表者名
      丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 15 ページ: 67, 72

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 接触条件を考慮したき裂による2次元分調波励起シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 71 ページ: I_299, I_310

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejam.71.I_299

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fast Time-domain BEM for Three-dimensional Crack Problems2015

    • 著者名/発表者名
      Taizo Maruyama, Takahiro Saitoh, and Sohichi Hirose
    • 学会等名
      ICOME & Trefftz/MFS 2015 (International Conference on Computational Methods in Engineering and the 11th Chinese Conference on Computaional Methods in Engineering)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 2次元波動問題に対する演算子積分Gakerkin境界要素法・有限要素法結合解法2015

    • 著者名/発表者名
      市川諒・斎藤隆泰・丸山泰蔵・廣瀬壮一
    • 学会等名
      第28回機械学会計算力学講演会
    • 発表場所
      横浜国立大学,神奈川県,日本
    • 年月日
      2015-10-10 – 2015-10-12
  • [学会発表] 3次元音響波動問題に対するCQ-FMBEMの時間方向の高速化について2015

    • 著者名/発表者名
      丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
    • 学会等名
      第70回土木学会学術年次講演会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス,岡山,日本
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 2次元面外波動問題のための新しい時間領域有限要素法・境界要素法結合解法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      市川諒・斎藤隆泰・丸山泰蔵・廣瀬壮一
    • 学会等名
      第70回土木学会学術年次講演会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス,岡山,日本
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 接触条件を考慮したき裂による高調波・分調波励起シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      丸山泰蔵・廣瀬壮一
    • 学会等名
      第2回「材料の非線形現象を利用した非破壊評価研究会」
    • 発表場所
      東京工業大学,東京都,日本
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical Simulation of Nonlinear Ultrasonic Waves Due to Closed Cracks Using Time-domain Boundary Element Method2015

    • 著者名/発表者名
      Taizo Maruyama, Takahiro Saitoh, Tinh Quoc Bui, and Sohichi Hirose
    • 学会等名
      National Conference in Engineering Mechanics, Danang 2015
    • 発表場所
      The University of Danang, Danang, Vietnam
    • 年月日
      2015-08-03 – 2015-08-05
  • [学会発表] Two-dimensional analysis of sub-harmonic generation by closed cracks using time-domain boundary element method2015

    • 著者名/発表者名
      Taizo Maruyama, Takahiro Saitoh, and Sohichi Hirose
    • 学会等名
      LU2015 (4th International Symposium on Laser Ultrasonics & Advanced Sensing)
    • 発表場所
      Northwestern University, Evanston, Illinois, USA
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 2次元時間領域境界要素法を用いた閉口き裂による分調波励起シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
    • 学会等名
      第20回計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場,茨城県,日本
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-10
  • [学会発表] 時間領域境界要素法を用いた2次元分調波励起シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
    • 学会等名
      平成27年度 非破壊検査総合シンポジウム
    • 発表場所
      日本非破壊検査協会 亀戸センター,東京都,日本
    • 年月日
      2015-06-02 – 2015-06-03
  • [学会発表] 接触条件を考慮したき裂による2次元分調波励起シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
    • 学会等名
      第18回応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢大学,石川県,日本
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-17

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公開日: 2016-12-27  

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