| 研究課題/領域番号 |
24360047
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
高野 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10206782)
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| 研究分担者 |
松田 哲也 筑波大学, システム情報系, 講師 (90345926)
田原 大輔 龍谷大学, 理工学部, 講師 (20447907)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | マルチスケール法 / 確率均質化法 / 確率重合メッシュ法 / 妥当性確認 / 画像相関法ひずみ計測 / 多孔質材料 / 海綿骨 / 不確かさ |
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| 研究概要 |
不均質なミクロ構造を有する3次元弾性体の静的問題に対し、漸近展開型の確率均質化法を基に、不均質材料のマイクロCT画像を用いたイメージベースモデリング(画像処理)における不確かさを考慮した確率的イメージベース均質化法の開発に成功し、海綿骨への適用を行った。さらに、他者の論文で報告された多数の実験データを表現できるように手法を発展させた。これにより、実験データが乏しいケースの予測にキャリブレーションされたパラメータを外挿して適用する応用可能性が拓けた。
上記手法の妥当性確認の手段として、画像相関法(DIC)ひずみ計測システムを慶應大に導入し、多孔平板の引張試験を筑波大と共同で行った。試験片はレーザ加工機にて製作した。孔まわりのひずみ分布が計測できるリガメント寸法に関する知見を得ることができ、実験の準備が整った。同時に、実験・計測における誤差要因と不確かさの要因を整理した。また、孔の配置のばらつきを考慮したシミュレーションを実施した。
領域分割型の確率重合メッシュ法についても理論構築ならびにプロトタイプソフトウェアを開発し、多孔質薄膜と界面き裂を想定した例解析を実施した。計算コスト削減のため、ズーミング法を併用する手法を考案した。
動的解析に関して、椎体海綿骨の大規模解析とモルフォロジー分析に成功し、応力波伝播の可視化法を提案した。
普及活動として2012年10月に神戸で開催された国際会議ICMS2012において、Contiuum-based Multiscale Modeling and Simulation with Uncertaintiesなるミニシンポジウムを高野・松田で企画、実施した。国内外(海外はドイツ、フランス、韓国)から発表があり、本研究成果の情報発信も行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成24年度に計画した、漸近展開型の確率均質化法、領域分割型の確率重合メッシュ法、ミクロ構造のマイクロCT画像に基づくイメージベースモデリングにおける画像処理上の不確かさの考慮のいずれも実施することができた。画像相関法によるひずみ計測システムを計画通り導入し、多孔質体(セル状材料)の計測を開始した。
また、動的解析についても計画通り実施することができた。いずれの解析についても論文投稿準備に入っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成24年度は当初計画通りに成果が得られたため、今後は当初計画に沿って、内容を具体的かつ深いものに増強して、3大学間でのデータ共有により連携を強める。また、学会での成果発表を活発化するだけでなく、オーガナイズドセッション、ミニシンポジウムを企画し、普及につとめる。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
直接経費次年度使用額は218円だけであり、平成24年度の執行は計画通りであり、次年度の使用計画にも変更は生じていない。
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