| 研究課題/領域番号 |
20K04245
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 鹿児島工業高等専門学校 (2022)
兵庫県立大学 (2021)
東京都市大学 (2020) |
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研究代表者 |
杉村 奈都子 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (00563959)
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| 研究分担者 |
杉村 剛 国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 特任研究員 (80455493)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 焼付きモデル / SPH法 / 境界潤滑摩擦 / メソスケール / 可視化 / トライボロジー |
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| 研究成果の概要 |
HPCIの利用により、十分な荷重負荷条件におけるせん断試験の繰り返しが実現した。アルミニウムのせん断試験では、凝着が界面凸凹の接触部を起点に界面上に広がり、塑性域が界面近傍から周縁部に広がって、突発的に高温を検出する様子を再現した。このような凝着進展系の特徴的指標を提案した。固液連成モデル、界面相互作用のボトムアップモデルも併せて実装した。可視化システムCedarPlotは、従来のポリゴン描画に代えてWebGLの一機能を用いた新たな描画モジュールを組み入れてメモリ使用量を削減し、HPCI計算による出力データ量増大に対応した。結果の時間相関解析機能、特徴量抽出機能の追加を行っている。
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| 自由記述の分野 |
トライボロジーシミュレーション
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
接触、摩耗、発熱、塑性流動、凝着を一つのモデルで計算できるメソスケールシミュレーターは本件が初である。原子分子の大胆な粗視化と、連続体のスキームを基本に据えることで初めて実現した。今回、複数の凝着部位が摩擦界面上で接合進展し、塑性・高温域が周縁に急速に広がり、突発的な高温が周縁部で検出されることを明らかにした。経験的・理論的仮定を置かずにこの結論を得たことは、汎用性シミュレーターとしての可能性を広げている。なお、発熱についてはそれが閃光温度の理論解と辻褄の合うことを、学会で発表し、論文に投稿している。物理的な計算結果をwebアプリで無償で確認できるようにした社会的意義も大きい。
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