2006 年度実績報告書

固体中に生起する衝撃波現象に関する理論およびシミュレーションとその工学的応用

研究課題

研究課題/領域番号	15560042
研究機関	名古屋工業大学
研究代表者	杉山勝名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (20110257)
研究分担者	磯部雅晴名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (80359760)
キーワード	衝撃波現象 / 固体の熱・力学物性 / 非線型・非平衡現象 / 融解現象 / 連続体力学 / 熱・統計力学 / 分子動力学法 / 衝撃波工学
研究概要	本研究の目的は、融点に至るまでの広い温度領域にわたる固体中の衝撃波現象を、数理解析およびシミュレーションの方法を用いて、その工学的応用を視野に入れつつ包括的に研究しようとするものである。平成18年度は本研究計画の最終年度であり、主として、以下の項目に関して研究を行った。 1.分子動力学法などに基づく数値解析により、衝撃波伝播に伴う力学的および熱的な挙動を原子論的な観点から解明すること: (1)剛体球系中を伝播する衝撃波の伝播速度や衝撃波構造などについて、微視的な観点からデータを取得した。特に融点近辺での挙動について詳細に研究を進めた。 (2)2次元結晶に衝撃力が加えられた時に発生する衝撃波をシミュレーションにより再現し、衝撃波の伝播速度、ランキン=ユゴニオの関係、原子の微視的配列の変化などの研究を行った。 2.新たに導出したモデル方程式に基づき、解析的研究を行うこと: (1)単結晶中の衝撃波に対する解析的研究壷継続した。数値計算の結果も合わせて総合することにより、力学現象のみならず熱的現象についても詳細に解析できた。特に、非平衡熱力学の適用可能範囲についても検討した。 (2)固体中衝撃波に対するランキン=ユゴニオの関係式を導出した。特に、融点にいたるまでのその温度依存性について、新しい結果を得ることができた。 3.次の研究プロジェクトにつなげるべく、本研究全体を総合的にとりまとめる作業を行った。