大規模波動解析手法の開発及びコンクリート材料に対する非破壊検査への応用

大规模波浪分析方法发展及其在混凝土材料无损检测中的应用

基本信息

批准号：
14J10235
负责人：
丸山泰蔵
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成27年度は，閉口き裂に対する検出手法である非線形超音波法に対する基礎的なアプローチとして，数値シミュレーションによる分調波発生現象の再現，及びその原因の考察を行う予定であった．また，境界要素法・有限要素法結合解法の開発を行い，非線形超音波法の非均質材料へのアプローチを見通しの良いものにする予定であった．分調波シミュレーションに関しては，平成26年度中に2次元時間領域境界要素法を用いた数値シミュレーションによって材料内部のき裂に対する分調波発生現象の再現に成功したため，平成27年度はその数値シミュレーション手法を材料表面に存在するき裂に対して拡張すること，及び3次元数値シミュレーションの実行を予定していた．成果としては，先行研究の計測実験において分調波発生現象が報告されている材料表面に存在するき裂に対して数値シミュレーション手法を拡張した．その後，数値シミュレーションを実行し，表面き裂による分調波発生現象の再現に成功した．また，その数値シミュレーションから，自由表面による弾性波の反射とき裂面の接触との相互作用によって，分調波発生現象が起こっていることを示唆する結果が得られた．さらに，平成26年度に行った3次元時間領域境界要素法の高速・効率化の成果を元に，非線形超音波法の数値シミュレーション手法を3次元へと拡張し，材料内部のき裂に対して解析を行った．その結果，有限の奥行き長さを有する2次元の場合と似た形状のき裂モデルに対して，分調波の発生が確認できた．また，奥行き長さが分調波発生現象に与える影響を調べた．非均質材料へのアプローチである境界要素法・有限要素法結合解法の開発に関しては，2次元波動問題に対してGalerkin法を用いた定式化を行い，数値シミュレーションを実行することによって，その妥当性を検証した．

2015年，我们计划通过数值模拟重现次谐波产生现象，并考虑其原因，作为非线性超声方法（一种封闭裂纹的检测方法）的基本方法。我们还计划开发一种组合的边界元方法和有限元方法，以改善非均质材料的非线性超声方法的前景。关于次谐波模拟，2014年我们使用二维时域边界元法通过数值模拟成功再现了由于材料内部裂纹而产生的次谐波现象，因此2015年我们计划扩展该数值模拟方法。方法对材料表面存在的裂纹进行三维数值模拟。因此，我们将数值模拟方法扩展到材料表面存在的裂纹，在先前的研究中测量实验中已经报告了次谐波产生现象。随后，我们进行了数值模拟，成功再现了由表面裂纹引起的次谐波产生现象。此外，数值模拟结果表明，由于自由表面反射的弹性波与裂纹表面接触之间的相互作用，产生了次谐波。此外，基于2014年三维时域边界元法速度和效率提升的成果，我们将非线性超声法的数值模拟方法扩展到三维，并进行了分析。结果证实，对于形状类似于有限深度的二维情况的裂纹模型，会产生次谐波。我们还研究了深度对次谐波产生现象的影响。针对非均质材料的边界元法和有限元法的联合开发，我们开发了二维波动问题的伽辽金公式，并通过数值模拟验证了其有效性。。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

2次元時間領域境界要素法を用いた閉口き裂による分調波励起シミュレーション

二维时域边界元法模拟闭合裂纹次谐波激励

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose;土田耕督;土田耕督;丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
通讯作者：
丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一

Numerical Simulation of Nonlinear Ultrasonic Wave Generation by an Interface Crack of Bi-material

双材料界面裂纹产生非线性超声波的数值模拟

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose
通讯作者：
and Sohichi Hirose

Transient elastic wave analysis of 3-D large-scale cavities by fast multipole BEM using implicit Runge-Kutta convolution quadrature

使用隐式龙格-库塔卷积求积法通过快速多极边界元法对 3D 大型空腔进行瞬态弹性波分析

DOI：
10.1016/j.cma.2016.02.002
发表时间：
2016
期刊：
Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
影响因子：
7.2
作者：
Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;Tinh Quoc Bui;and Sohichi Hirose
通讯作者：
and Sohichi Hirose

時間領域境界要素法を用いた2次元分調波励起シミュレーション

时域边界元法二维次谐波励磁仿真

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose;土田耕督;土田耕督;丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一;丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一
通讯作者：
丸山泰蔵・斎藤隆泰・廣瀬壮一

Fast Time-domain BEM for Three-dimensional Crack Problems

三维裂纹问题的快速时域边界元法

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taizo Maruyama;Takahiro Saitoh;and Sohichi Hirose
通讯作者：
and Sohichi Hirose

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作者：
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丸山泰蔵其他文献

Modelling the Fate of CSO-derived PPCPs and E. coli in Tokyo Coastal Area after Rainfall Events and Comparison with Field Measurements

对降雨事件后东京沿海地区 CSO 衍生的 PPCP 和大肠杆菌的命运进行建模并与现场测量进行比较

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
廣瀬悠人;三木陽大;丸山泰蔵;中畑和之;高橋裕人，松井良太，岡崎太一郎;Chomphunut POOPIPATTANA and Hiroaki FURUMAI
通讯作者：
Chomphunut POOPIPATTANA and Hiroaki FURUMAI