ユニバーサルな粒子法の開発と固体力学問題への適用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560103
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 齋藤 賢一 関西大学, システム理工学部, 准教授 (90294032)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 計算力学 / 粒子法 / 固体力学 / 分子動力学 / SPH法 / マルチスケール解析 / 金属物性 / ナノクラスター

研究概要

微視スケール(分子動力学)と巨視スケール(マクロ粒子法(SPHやPMなど))の双方の概念を含む「ユニバーサルな粒子法」を固体力学問題の計算シミュレーション手法として開発・適用する研究・開発を行った。既存の分子動力学法およびマクロ粒子法による固体材料解析を様々に行い、両手法の親和性や適応状況を確かめるとともに、それらをハイブリット化もしくは階層的に連結する新手法の提案と構築が行われた。

研究成果

• [雑誌論文] Atomic-level analysis of copper sulfide(Cu2S): Crystalline structure and sliding characteristics (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ejima, Ken-ichi Saitoh, Noboru Shinke, Takuma Masanori, Tomohiro Sato and Yoshimasa Hirai
  • 雑誌名: Science and Technology Reports of Kansai University 巻: No.54 ページ: 23-33
• [雑誌論文] ナノ構造シミュレーションにおける原子配置変化を用いる微視的なひずみの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一・壇孟
  • 雑誌名: 材料 巻: Vol.61, No.2 ページ: 162-168
  • DOI: 10.2472/jsms.61.162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure Evolution in Polycrystalline Metal under Severe Plastic Deformation by Strain-Controlled Molecular Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Dan and Ken-ichi Saitoh
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering(JSMME) 巻: Vol.6, No.1 ページ: 48-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] ミクロ情報を基礎とするMulti-phase-field法を用いたNi-Ti形状記憶合金の相変態に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松木孝信・齋藤賢一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: Vol.77, No.780 ページ: 1320-1330
  • DOI: 10.1299/kikaia.77.1320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation of Martensitic Transformation in Ni-Ti Shape Memory Alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Matsuki and Ken-ichi Saitoh
  • 雑誌名: Science and Technology Reports of Kansai University 巻: No.52 ページ: 11-19
• [雑誌論文] 金クラスターの変形機構と力学特性に関する分子動力学シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 米川嘉明・齋藤賢一
  • 雑誌名: 材料 巻: Vol.59, No.8 ページ: 624-630
  • DOI: 10.2472/jsms.59.624
• [雑誌論文] Atomistic Simulation on the Relation between Amorphization and Crystalline Transformation in Ni-Ti Alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Saitoh and Keisuke Kubota
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 巻: Vol.4, No.7 ページ: 1061-1070
  • DOI: 10.1299/jmmp.4.1061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic-level Structural Change in Ni-Ti Alloys under Martensite and Amorphous Transformations (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Saitoh, Keisuke Kubota and Tomohiro Sato
  • 雑誌名: Technische Mechanik 巻: Vol.30, No.1-3 ページ: 269-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Study of Extraordinary Elastic Deformation Found in Gold Atomic Cluster (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Saitoh and Yoshiaki Yonekawa
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturin 巻: Vol.4, No.1 ページ: 405-415
  • DOI: 10.1299/jamdsm.4.405
• [雑誌論文] Molecular dynamics study of surface effect on martensitic cubic-to-tetragonal transformation in Ni-Al alloy (2009)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Saitoh and Wing Kam Liu
  • 雑誌名: Computational Materials Science 巻: Vol.46 ページ: 531-544
  • 査読あり
• [学会発表] 硫化銅(Cu2S)の摺動特性に関する分子動力学解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江島貴裕・齋藤賢一・宅間正則・佐藤知広・平井良政
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 分子動力学法によるナノ多結晶ダイヤモンドの粒界構造・強度解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川瀬達也・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] SPH法による固体材料解析における角運動量保存に関する研究～ Eulerの運動方程式による回転修正. (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤木一太・齋藤賢一・新家昇
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 分子動力学によるセルロースナノファイバー・フィブリルモデルの構築と力学特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松尾俊一郎・齋藤賢一・大野治彦
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] ナノ伸線加工の分子動力学法による研究-摩擦モデルに関する検討- (2012)
  • 著者名/発表者名: 大良修平・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 分子動力学法による自己組織化量子ドットの構造生成と強度評価に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口達也・齋藤賢一・新家昇・淀谷芽実
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 強ひずみ加工を受ける金属材料の微視組織変化-ひずみ制御分子動力学法による解析- (2012)
  • 著者名/発表者名: 壇孟・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 原子間ポテンシャルを基礎とするマクロ粒子モデリングに関する研究(粒子間ポテンシャル構築と塑性モデルの導入について) (2012)
  • 著者名/発表者名: 花城直也・齋藤賢一・新家昇・小泉照平
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第87期定時総会講演会)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 分子動力学法による自己組織化量子ドットの機械的特性評価-ピラミッド型ハットクラスタの応力・ひずみ解析- (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口達也・齋藤賢一・新家昇
  • 学会等名: 第16回関西大学先端科学技術シンポジウム講演集
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] 分子動力学法(MD)の基礎と固体力学問題への適用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一
  • 学会等名: 第276回材料科学談話会(日本金属学会・日本鉄鋼協会九州支部)
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] 原子間ポテンシャルを基礎とするマクロ粒子モデリングに関する研究(粒子間ポテンシャルの構築と弾性変形の評価) (2011)
  • 著者名/発表者名: 花城直也・齋藤賢一・新家昇・小泉照平
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(第24回計算力学講演会)
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] 原子レベルから見た塑性変形と伸線加工 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一
  • 学会等名: 日本塑性加工学会第60回伸線技術分科会
  • 発表場所: 新日本製鐵本社(東京)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] 伸線加工における材料組織変化のミクロ数値解析-引抜き中の結晶方位と結晶構造の変化- (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一
  • 学会等名: 平成23年度(第42回)塑性加工春季講演会講演論文集
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2011-05-29
• [学会発表] 分子動力学によるセルロースナノファイバーの分子構造・運動・機械的特性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松尾俊一郎・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本材料学会第1会マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム(第16回分子動力学シンポジウム)講演論文集
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] マクロ粒子モデリングによる材料挙動に関する研究(材料力学モデルと熱伝導モデルの検討) (2011)
  • 著者名/発表者名: 花城直也・齋藤賢一・小泉照平・新家昇
  • 学会等名: 日本材料学会第1会マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム(第16回分子動力学シンポジウム)講演論文集
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] 分子動力学法によるセルロースナノファイバーの分子構造と強度の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松尾俊一郎・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第86期定時総会講演会)
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] マクロスケール粒子モデリングによる材料挙動に関する研究(粒子間ポテンシャルの構築と温度の表現) (2011)
  • 著者名/発表者名: 花城直也・齋藤賢一・新家昇・小泉照平
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第86期定時総会講演会)
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] ひずみ制御分子動力学法による強加工・巨大ひずみを受ける材料の微視組織変化の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 壇孟・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第86期定時総会講演会)
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] SPH法による回転物体の数値モデリング-トルクスケーリングを用いるSPH法の修正- (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤木一太・齋藤賢一・新家昇
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第86期定時総会講演会)
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] 分子動力学法による自己組織化量子ドットの構造生成に伴うひずみ緩和に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口達也・齋藤賢一・新家昇
  • 学会等名: 第15回関西大学先端科学技術シンポジウム講演集
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2011-01-14
• [学会発表] 固体材料解析における分子動力学とマクロ粒子法の接点 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一・赤木一太・岡田武史
  • 学会等名: 第15回関西大学先端科学技術シンポジウム講演集
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2011-01-13
• [学会発表] 散逸粒子動力学による生体高分子の構造安定性の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一・芝田紘和・新家昇
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(第23回計算力学講演会)
  • 発表場所: 北見工業大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] SPH法における回転運動を伴う物質間相互作用モデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤木一太・齋藤賢一・新家昇
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(第23回計算力学講演会)
  • 発表場所: 北見工業大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Multi-phase-field法を用いたNi-Ti形状記憶合金とバリアント間の相互作用の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松木孝信・齋藤賢一・高木知弘
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(第23回計算力学講演会)
  • 発表場所: 北見工業大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 分子動力学による伸線加工時の微視組織変化と応力状態の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一・垣鍔伸幸・新家昇
  • 学会等名: 平成22年度(第41回)塑性加工春季講演会講演論文集
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] SPH法による回転運動を伴う材料挙動のモデリング (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤木一太・齋藤賢一・新家昇
  • 学会等名: 日本材料学会第15回分子動力学シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Ni-Ti形状記憶合金における相変態のPhase-fieldシミュレーション-バリアント形成の解析と可視化- (2010)
  • 著者名/発表者名: 松木孝信・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第85期定時総会講演会)
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 金クラスターの変形機構と力学特性に関する分子動力学シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 米川嘉明・齋藤賢一・山田信太郎・新家昇
  • 学会等名: 第14回関西大学先端科学技術シンポジウム講演集
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2010-01-29
• [学会発表] 計算力学シミュレーションによるナノスケール材料特性の予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一・米川嘉明・松木孝信
  • 学会等名: 第14回関西大学先端科学技術シンポジウム講演集
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2010-01-28
• [学会発表] ナノ力学による伸線加工時の欠陥挙動と応力状態に関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一・垣鍔伸幸・矢野聡・中桐明和・新家昇
  • 学会等名: 本機械学会講演論文集(第22回計算力学講演会)
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20091010-12
• [学会発表] 分子動力学法による金クラスターの特異な変形機構の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 米川嘉明・齋藤賢一
  • 学会等名: 日本機械学会講演論文集(第22回計算力学講演会)
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20091010-12
• [図書] セルロースナノファイバーの樹脂への分散技術と応用事例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤賢一
  • 総ページ数: 183-193
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] Characteristic Deformation and Structural Changes of Ni-Ti alloys by Molecular Dynamics ; Phase Transformation and Amorphization, in Shape Memory Alloys : Manufacture, Properties and Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Sato, Ken-ichi Saitoh, Keisuke Kubota and Noboru Shinke
  • 総ページ数: 231-246
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考]
  • URL: http://www2.memm.mec.kansai-u.ac.jp/saitoh/nano