JP2020097194A - 高分子モデルの一軸伸長をシミュレーションする方法、システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
1又は複数のプロセッサが実行する方法であって、
複数の粒子を有し、一部の粒子と他の粒子とが結合ポテンシャルで結合している高分子モデルであって、前記結合ポテンシャルとして、遠距離側にてポテンシャルが無限大とならない切断可能ポテンシャルが設定されている高分子モデルを、立体の計算領域に配置し、
所定圧力及び所定温度を含む所定解析条件にて分子動力学計算を実行し、
計算領域をx軸に所定距離拡張し、
変形後の計算領域の分子動力学計算に基づく計算領域の圧力が前記所定圧力になるように、計算領域を、x軸を固定したままy軸及びz軸に沿って変形し、前記分子動力学計算と前記計算領域のy軸とz軸に沿った変形とを繰り返す圧力一定制御を実行し、
前記計算領域のx軸の拡張と、前記圧力一定制御とを繰り返し実行する。
本実施形態のシステム1は、ゴムなどの高分子モデルの一軸伸長をシミュレーションし、破断現象が再現可能に構成されている。
図1に示すシステム1における1又は複数のプロセッサが実行する、高分子モデルの一軸伸長をシミュレーションする方法について、図2を用いて説明する。
従来のシミュレーション方法は、計算領域Ar1の体積を一定にする制御である。計算領域Ar1をx軸に拡張すると共に、計算領域Ar1をy軸及びz軸に沿って縮小させ、体積を一定にする。
これに対して本発明では、圧力一定制御であるので、壊れやすい分子群にも壊れにくい分子群にも同じように力が作用し、壊れやすい分子群が延びてボイドが発生すると考えられる。
1又は複数のプロセッサが実行する方法であって、
複数の粒子(ポリマー粒子20、架橋剤粒子3)を有し、一部の粒子と他の粒子とが結合ポテンシャルで結合している高分子モデルD1であって、結合ポテンシャルとして、遠距離側にてポテンシャルが無限大とならない切断可能ポテンシャルが設定されている高分子モデルD1を、立体の計算領域Ar1に配置し(ST3)、
所定圧力及び所定温度を含む所定解析条件にて分子動力学計算を実行し(ST4)、
計算領域Ar1をx軸に所定距離W拡張し(ST6)、
変形後の計算領域Ar1の分子動力学計算に基づく計算領域Ar1の圧力が所定圧力になるように、計算領域Ar1を、x軸を固定したままy軸及びz軸に沿って変形し、分子動力学計算と計算領域Ar1のy軸とz軸に沿った変形とを繰り返す圧力一定制御を実行し(ST7)、
計算領域Ar1のx軸の拡張(ST6)と、圧力一定制御(ST7)とを繰り返し実行する。
複数の粒子(ポリマー粒子20、架橋剤粒子3)を有し、一部の粒子と他の粒子とが結合ポテンシャルで結合している高分子モデルD1であって、結合ポテンシャルとして、遠距離側にてポテンシャルが無限大とならない切断可能ポテンシャルが設定されている高分子モデルD1を、立体の計算領域に配置するモデル配置部12と、
所定圧力及び所定温度を含む所定解析条件にて分子動力学計算を実行する分子動力学計算実行部13と、
計算領域Ar1をx軸に所定距離W拡張するx軸拡張部14と、
変形後の計算領域Ar1の分子動力学計算に基づく計算領域Ar1の圧力が所定圧力になるように、計算領域Ar1を、x軸を固定したままy軸及びz軸に沿って変形し、分子動力学計算と計算領域Ar1のy軸とz軸に沿った変形とを繰り返す圧力一定制御を実行する圧力一定制御部15と、を有し、
x軸拡張部14による計算領域Ar1のx軸の拡張と、圧力一定制御部15による圧力一定制御とを繰り返し実行するように構成されている。
13 分子動力学計算実行部
14 x軸拡張部
15 圧力一定制御部
2 ポリマーモデル
20 ポリマー粒子
3 架橋剤粒子
D1 高分子モデル
Ar1 計算領域
Claims (5)
- 1又は複数のプロセッサが実行する方法であって、
複数の粒子を有し、一部の粒子と他の粒子とが結合ポテンシャルで結合している高分子モデルであって、前記結合ポテンシャルとして、遠距離側にてポテンシャルが無限大とならない切断可能ポテンシャルが設定されている高分子モデルを、立体の計算領域に配置し、
所定圧力及び所定温度を含む所定解析条件にて分子動力学計算を実行し、
計算領域をx軸に所定距離拡張し、
変形後の計算領域の分子動力学計算に基づく計算領域の圧力が前記所定圧力になるように、計算領域を、x軸を固定したままy軸及びz軸に沿って変形し、前記分子動力学計算と前記計算領域のy軸とz軸に沿った変形とを繰り返す圧力一定制御を実行し、
前記計算領域のx軸の拡張と、前記圧力一定制御とを繰り返し実行する、高分子モデルの一軸伸長をシミュレーションする方法。 - 前記高分子モデルは、複数のポリマー粒子が直鎖状又は分岐状に連なる複数のポリマーモデルと、複数の架橋剤粒子と、を有し、前記ポリマーモデルと前記架橋剤粒子とが結合した架橋高分子モデルである、請求項1に記載の方法。
- 複数の粒子を有し、一部の粒子と他の粒子とが結合ポテンシャルで結合している高分子モデルであって、前記結合ポテンシャルとして、遠距離側にてポテンシャルが無限大とならない切断可能ポテンシャルが設定されている高分子モデルを、立体の計算領域に配置するモデル配置部と、
所定圧力及び所定温度を含む所定解析条件にて分子動力学計算を実行する分子動力学計算実行部と、
計算領域をx軸に所定距離拡張するx軸拡張部と、
変形後の計算領域の分子動力学計算に基づく計算領域の圧力が前記所定圧力になるように、計算領域を、x軸を固定したままy軸及びz軸に沿って変形し、前記分子動力学計算と前記計算領域のy軸とz軸に沿った変形とを繰り返す圧力一定制御を実行する圧力一定制御部と、を有し、
前記x軸拡張部による前記計算領域のx軸の拡張と、前記圧力一定制御部による前記圧力一定制御とを繰り返し実行するように構成されている、高分子モデルの一軸伸長をシミュレーションするシステム。 - 前記高分子モデルは、複数のポリマー粒子が直鎖状又は分岐状に連なる複数のポリマーモデルと、複数の架橋剤粒子と、を有し、前記ポリマーモデルと前記架橋剤粒子とが結合した架橋高分子モデルである、請求項3に記載のシステム。
- 請求項1又は2に記載の方法を1又は複数のプロセッサに実行させるプログラム。
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JP2018237056A JP2020097194A (ja) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | 高分子モデルの一軸伸長をシミュレーションする方法、システム及びプログラム |
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JP2018032077A (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料のシミュレーション方法 |
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