JP2012168681A - 解析装置およびシミュレーション方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】解析装置100は、所定の形状を有する対象を解析する。解析装置100は、複数の粒子を含む系を生成する前置生成部150と、対象を記述する系として、前置生成部150によって生成された系のなかに所定の形状を有する領域を指定する領域指定部112と、対象を記述する系の各粒子の運動を支配する支配方程式を数値的に演算する数値演算部120と、を備える。
【選択図】図1
Description
2体のポテンシャルエネルギ関数に関しては、ポテンシャルエネルギ関数は粒子間距離のみに依存し、その距離は第3近接粒子にまで及ぶことも珍しくない。粒子間距離が大きいと相互作用の力も小さくなるが、相互作用する粒子は距離の3乗に比例して多くなるため、重ね合わせた大きさを無視することができない状況も発生しうる。
なお、本実施の形態ではMD法またはRMD法に倣って粒子系を解析する場合について説明するが、DEM(Distinct Element Method)やSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)やMPS(Moving Particle Semi-implicit)などの他の粒子法に倣って粒子系を解析する場合にも、本実施の形態に係る技術的思想を適用できることは本明細書に触れた当業者には明らかである。
モデル生成部110は、前置生成部150と、領域指定部112と、を含む。
図4は、多結晶系306を示す模式図である。多結晶系306は例えば、まず規則系を生成し、その規則系を一旦高い温度にした後緩やかに冷却することで得られる。
なお、多結晶系では図4にも示される通り、多結晶を構成する微結晶の結晶軸がそれぞれ異なる状態が再現されているので、一様性が現れている規則系やアモルファス系と比べて多結晶系には非一様性が現れている。
前置生成部150は、規則系生成部152と、変更部154と、を有する。
規則系生成部152は、M個の粒子を含み、生成しようとしている粒子系Sよりも大きな規則系を生成する。特に規則系生成部152によって生成される規則系は、粒子系Sがその規則系からはみ出さないような大きさに構成される。
前置生成部150は、規則系生成部152によって生成された規則系または変更部154によって変更された系をインゴッド粒子系SIとして生成する。
図6は、図5に示される指定された領域308に剛体310、312、314を埋め込むことによって生成される粒子系316を示す模式図である。剛体310、312、314は粒子系316に回転のための外力を加えるために設けられる。
以下では粒子系Sの粒子は全て同質または同等なものとして設定され、かつ、ポテンシャルエネルギ関数は2体のポテンシャルであって粒子によらずに同じ形を有するものとして設定される場合について説明する。しかしながら、他の場合にも本実施の形態に係る技術的思想を適用できることは、本明細書に触れた当業者には明らかである。
図7は、解析装置100における一連の処理の一例を示すフローチャートである。規則系生成部152は規則系を生成する(S202)。変更部154は、生成された規則系の緩和計算を数値演算部120に実施させる(S204)。領域指定部112は、解析すべき粒子系として、緩和計算の結果得られる系のなかに対象の形状を有する領域を指定する(S206)。力演算部122は、粒子間の距離から粒子に働く力を演算する(S208)。粒子状態演算部124は、演算された力を含む粒子の運動方程式から速度を演算する(S210)。粒子状態演算部124は、演算された速度から粒子の位置を算出する(S212)。状態更新部126は、記憶部140に記憶される粒子の位置を算出された位置で更新する(S214)。終了条件判定部128は、終了条件が満たされるか否かを判定する(S216)。終了条件が満たされない場合(S216のN)、処理はS208に戻される。終了条件が満たされる場合(S216のY)、結果提示部130は演算結果をユーザに提示する(S218)。
Claims (5)
- 所定の形状を有する対象を解析する解析装置であって、
複数の粒子を含む系を生成する前置生成部と、
前記対象を記述する系として、前記前置生成部によって生成された系のなかに前記所定の形状を有する領域を指定する領域指定部と、
前記対象を記述する系の各粒子の運動を支配する支配方程式を数値的に演算する数値演算部と、を備えることを特徴とする解析装置。 - 前記前置生成部は、
規則的に配置された複数の粒子を含む系を生成する規則系生成部と、
前記規則系生成部によって生成された系をその系の各粒子の運動を支配する支配方程式に基づいて変更する変更部と、を含み、
前記領域指定部は、前記変更部によって変更された系のなかに前記所定の形状を有する領域を指定することを特徴とする請求項1に記載の解析装置。 - 前記変更部は、前記規則系生成部によって生成された系を、それに非一様性が現れるように変更することを特徴とする請求項2に記載の解析装置。
- 所定の形状を有する機械的な構造物をシミュレートする際、その機械的な構造物が前記所定の形状に形成される前の段階の状態を記述する複数の粒子を含む系を用意し、用意された系から前記所定の形状を有する系を切り出して解析することを特徴とするシミュレーション方法。
- 所定の形状を有する対象を解析する機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムであって、
複数の粒子を含む系を生成する機能と、
前記対象を記述する系として、生成された系のなかに前記所定の形状を有する領域を指定する機能と、
前記対象を記述する系の各粒子の運動を支配する支配方程式を数値的に演算する機能と、を前記コンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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JP7483024B2 (ja) | 2020-02-25 | 2024-05-14 | ヘレウス アムロイ テクノロジーズ ゲーエムベーハー | 機械的特性を示すためのシステム、方法、及びコンピュータ可読記憶媒体 |
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JPH10111880A (ja) * | 1996-08-13 | 1998-04-28 | Toshiba Corp | 材料設計支援システム、およびコンピュータシステムに系の安定構造や動的挙動を原子や分子レベルで解析させこれにより材料の設計支援を行うためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体 |
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- 2011-02-14 JP JP2011028218A patent/JP5517964B2/ja active Active
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