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本研究課題では，申請者らがこれまでに開発を行ってきた接触音響非線形性（向かい合うき裂面の接触による非線形性）を考慮したき裂による弾性波の散乱問題に対する調和バランス-境界要素法を，より実問題に近い解析が可能となるように発展させることを目的としていた．令和元，2年度では，調和バランス-境界要素法の半無限弾性体中の表面き裂による散乱問題への拡張，及びH行列法の適用による計算コストの低減を実施した．そのため令和3年度は，調和バランス-境界要素法の3次元無限領域中のき裂による散乱問題への拡張を行った．2次元問題ではき裂を曲線として扱っていたため，これまでに提案してきたき裂面における正則化された接触条件は，そのまま3次元問題に利用することはできない．そこで，3次元問題に対する正則化された境界条件を導入して調和バランス-境界要素法の定式化を行った．
定式化を行った解析手法はFortran言語によるプログラムコードで実装し，3次元無限領域中に存在する円形き裂による散乱問題の数値解析を実施した．数値解析は縦波，横波を垂直入射した場合に対して実施し，き裂面の境界条件でモデル化したき裂面の開閉と動摩擦の影響がそれぞれの結果に含まれている．本手法によって得られる数値解析結果は入射波を送信し続けた場合の定常解であり，その解析結果を従来の時間領域境界要素法による非定常解析結果と比較して良好に一致することを示した．そのため，提案した境界条件や解析手法の定式化の妥当性を示すことができた．
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