2007 Fiscal Year Annual Research Report
大次元問題高速解析法を用いたマルチ接合界面設計システムの開発
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18360353
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
芹澤 久 Osaka University, 接合科学研究所, 准教授 (20294134)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村川 英一 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (60166270)
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| Keywords | 材料加工・処理 / シミュレーション工学 / モデル化 / 制御工学 / 計算機システム |
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| Research Abstract |
高度IT社会や先端医療分野においては、ナノおよびマイクロスケールの磯器設計および開発が求められており、これまでは不可能とされていた金属-セラミックス-高分子間の同材および異材接合技術の開発が必要不可欠である。本研究では、これらの新接合技術の効率的な開発のために有用な、大次元問題高速解析法を用いたマルチ接合界面設計システムの開発を目指す。平成19年度においては、主に以下の研究を実施した。
1.構造物の破壊強度を、直接、数値解析により定量化する手法として開発してきた界面要素を、平成18年度において開発した二次元問題を対象とする大次元問題高速解析法に導入するため、4節点1要素の内部に、16節点を持ち、普通要素4要素と界面要素4要素から構成される仮想的マルチクラック要素を開発した。この仮想的マルチクラック要素を、大次元問題高速解析法における最下層要素に用いることにより、大次元問題高速解析法を用いて構造物の破壊強度を解析的に推定することが可能となった。
2.界面要素を導入した大次元問題高速解析法を実証するため、円孔および亀裂を有する平板の破壊過程の解析に加えて、結晶における粒界三重点を模擬した簡易結晶モデルおよび介在物を模擬した簡易不均一モデルを対象に、二次元解析を実施し、解析可能であることが明らかにした。
3.平成18年度、三次元の力学的ならびに熱的問題を高速に解析するために開発した、自己相似階層分散型演算法に基づいた、大次元問題高速解析法を並列化し、最新の4コアCPU(1CPUで4個のジョブを並列処理可能なCPU)を2個搭載したワークステーションを用いて、親機1台および子機8台に相当する形での解析を実施し、約6倍の高速化が可能なことを実証した。
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