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本研究では、材料の機能・強度・形態の評価のための計算力学(計算機シミュレーションによる力学的計算)の新たなる解析方法としての「ユニバーサルな粒子法」の構築について検討している。本年度は、(1)粒子法の微視的解析およびマルチスケール解析への適用(開発)と(2)PM法による分子動力学法のスケールアップ手法の理論的構築、についてそれぞれ研究遂行した。
(1) の研究においては、マクロ粒子法であるSPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)、DPD (Dissipative Particle Dynamics)とミクロ粒子法である分子動力学(MD)法を用いて、回転による加工物体の解析、塑性加工時の応力ひずみ解析、巨大ひずみ加工における結晶粒界の特性評価、超弾性材料の応力誘起非晶質化などの、解析を行った。その結果、とくにミクロ的手法を用いての原子レベル解析の高精度化の見通しを得るに至った。しかしながら、各解析での避け得ない限界を熟考するに当たり、ミクロ的視点とマクロ的視点の双方を兼ね備えるハイブリット手法への強い要求を意識する結果となり、後述の(2)で扱うで新方法の開発が急がれることが再確認された。(2)の研究では、マルチスケール的視点を組み込んだパーティクルモデリング(PM)法の開発と応用がスタートした。MD法との連結を意識した基礎方程式の定式化と簡単な固体力学問題への適用可能性を確認した。次年度に向けて、PM法の未検討事項を整理して研究テーマを推進することになる。
以上の研究結果は、できるだけ学術論文または学術講演会による対外的な発表を行うことで、議論を重ねた。
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