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2013 年度 実績報告書

フェーズフィールドモデルを用いた亀裂進展現象の解析

研究課題

研究課題/領域番号 23540174
研究機関広島国際学院大学

研究代表者

高石 武史  広島国際学院大学, 総合教育センター, 教授 (00268666)

キーワード数理モデル / 数値シミュレーション / データ可視化
研究概要

申請者らの提案したフェースフィールドモデルを用いた3次元亀裂進展数値シミュレーションを行い,モデルの適応性を検討した.また,3次元数値シミュレーション結果を立体的に可視化するための簡易ビューアソフトを開発した.
3次元の亀裂進展数値シミュレーションについては,早稲田大学野津氏の開発した有限要素コードの改良(野津版)を進めながら,同時に,FreeFem++を用いた数値計算コードを作成し,後者での数値シミュレーションを行った.モデルが実際の問題に適用できるか検討するために,厚みを持つ板状物質に深さ方向に傾斜を持つ初期亀裂からのモードI+III亀裂進展の再現を目指した.実験においては亀裂面の旋回と分断が観測されているが,今回,申請者のモデルを用いて亀裂面の進展過程での旋回について検証することができた.この結果はCzech-Japanese Seminar 2013等で発表された.
データの可視化については,3次元亀裂進展数値シミュレーションにおける亀裂面の変形・発展を調べるために,FreeFem++による出力データから可視化するソフトを作成し,市販の3次元表示モニタと併用することで立体視が可能なシステムを構築した.このシステムを利用することで,数値シミュレーション結果における亀裂面の形状を様々な角度から立体的に把握することができるようになった.また,野津版のシミュレーションコードからの出力ファイルをFreeFem++の形式に変換するソフトも作成し,この可視化システムが活用できるようにした.この可視化ソフトのソースコードはインターネットで公開している.
また,3次元亀裂進展数値シミュレーションを進めていくためには大規模数値計算の高速化が必須となるため,「き裂進展数値シミュレーションに関する WORKSHOP」を開催し,行列計算手法やそのインプリメンテーションについて検討した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A phase field approach to mathematical modeling of crack propagation2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Kimura, Takeshi Takaishi
    • 雑誌名

      A Mathematical Approach to Research Problems of Science and Technology

      巻: - ページ: -

  • [学会発表] FM型フェーズフィールドモデルによる,厚みを持つ板におけるき裂進展

    • 著者名/発表者名
      高石武史
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
  • [学会発表] Complicated propagation of cracks in a 3 dimensional phase-field model

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Takaishi
    • 学会等名
      Czech-Japanese Seminar in Applied Mathematics 2013 (CJS2013)
    • 発表場所
      明治大学(東京都中野区)
  • [図書] 有限要素法で学ぶ現象と数理 ―FreeFem++数理思考プログラミング― (シリーズ応用数理 4)2014

    • 著者名/発表者名
      大塚 厚二 , 高石 武史 , 日本応用数理学会 (監修)
    • 総ページ数
      243
    • 出版者
      共立出版
  • [備考] FFIsoVis

    • URL

      https://sites.google.com/site/ttksweb/home/numerical/freefem/ffisovis

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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