原子クラスター構造体の形態・機能・強度の計算機援用評価

原子团簇结构的形式、功能和强度的计算机辅助评估

• 批准号: 14750063
• 负责人: 齋藤 賢一
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750063/
• 关键词: 分子動力学; クラスター; 平滑化流体力学法(SPH法); 材料強度; ナノ構造; 原子間ポテンシャル; 界面; 計算力学; 平滑化粒子流体力学法(SPH法); 銅; 散逸粒子動力学(DPD)

最終年度(第三年度)である本年度は,昨年度までに得られた成果を基にして,問題点の追求を行なうとともに本研究の新しい展開を見据えてのテーマを実行した.詳細テーマは交付申請時とほぼ同じであり,以下の通りである.それぞれに対して,対外的な研究発表を行なった.(1)ナノ界面での原子クラスター構造体の相対運動による機能性の発現(2)SPH法とMD法のハイブリット計算力学手法によるナノサイズ材料の強度解析(3)原子クラスターおよびその構造体の力学挙動に対する原子間ポテンシャルの影響(1)では,ナノサイズの構造体で問題となりうる原子間力起因の摩擦現象を低減するメカニズムを原子クラスターまたは原子クラスター構造体で実現する方法を提案した.平行なグラファイトシート間に配置した銅原子クラスターの回転運動と力学的挙動を分子動力学法で解析した.界面でのポテンシャル関数の強さおよびクラスターのサイズが重要なファクターであることを見出した.(本報告書項目11,雑誌論文の6番目)(2)では,計算系をSPH法とMD法とで分割し同時に解くための定式化を行なった.そして,プログラミングおよび異材界面モデルでの数値テストを行ない,この手法を強度評価に応用していくためには,SPH粒子とMD粒子の相互作用の適切な取り扱いがキーポイントであることを見出した.(本報告書項目11,雑誌論文の3-4番目)(3)では,有機分子なども含めた様々なタイプの原子クラスターおよび原子クラスター構造体の分子動力学解析を今後行っていくにあたり,重要な要素となる原子間ポテンシャルの動力学的性質を押さえた.安定な結晶構造のエネルギー,格子欠陥エネルギー,表面エネルギー等の再現性が重要なファクターとなることを見出した.また,酸化物クラスターにおける熱的安定性について検討した.(本報告書項目11,雑誌論文の1-2番目と5番目)

The final year (third year) is the year in which the results of the previous year were achieved. Details of the delivery time, the following. In addition to the above, the research team also conducted research on the development of new technologies. (1)The functional discovery of the relative motion of atomic structures at interfaces (2) The strength analysis of materials by SPH and MD computational mechanics (3) The influence of the relative motion of atomic structures on the interatomic structure (1) A method for reducing the friction phenomenon caused by interatomic forces is proposed. The parallel structure of copper atoms is analyzed by molecular dynamics method. The interface of the two groups is very important. (Item 11 of this report, No. 6 of the paper)(2) The calculation system is divided into SPH method and MD method, and the solution is formulated simultaneously. The interaction between SPH particles and MD particles is appropriately selected for the evaluation of the intensity of the interaction between SPH particles and MD particles. (Item 11 of this report, Paragraphs 3-4 of the paper)(3) Molecular dynamics analysis of organic molecules, including atomic structures and atomic structures, is an important factor in the future development of molecular dynamics. The reproducibility of stable crystal structure, lattice defect and surface defect is very important. The stability of acidizing substances is investigated. (Item 11 of this report, paragraphs 1-2 and 5 of the journal paper)

项目成果

館岡, 齋藤, 新家, 真家: "SPH法を用いた材料界面の力学解析"日本機械学会関西支部第79期通常総会講演会. No.044-1. (11-)21-(11-)22 (2004)

Tateoka、Saito、Shinie、Maie：“使用 SPH 方法进行材料界面的机械分析”日本机械工程学会关西分会第 79 届普通会议第 044-1 号。 22 (2004)

齋藤賢一, 長瀬修一, 新家昇: "原子クラスター構造体の形態と強度の分子動力学による考察"日本機械学会講演論文集. No.02-2. 179-180 (2002)

Kenichi Saito、Shuichi Nagase、Noboru Shinie：“利用分子动力学研究原子团簇结构的形态和强度”日本机械工程师学会会议记录第 02-180 号（2002 年）。

齋藤賢一, 岡崎新太郎, 安養友彦, 新家昇: "Dissipative Particle Dynamicsを用いた原子クラスターの挙動解析"日本機械学会講演論文集. No.034-1. 7-19-7-20 (2003)

Kenichi Saito、Shintaro Okazaki、Tomohiko Anya、Noboru Shinie：“使用耗散粒子动力学分析原子团簇的行为”日本机械工程师学会会议记录第 034-1 号（2003 年）。

K.Saitoh, N.Shinke: "Atomistic strength of atomic-cluster-assembled structure"ICMS-CSW2004 (International Conference on Molecular Simulation and Computational Science Workshop), Abstract. 170-171 (2004)

K.Saitoh，N.Shinke：“原子团簇组装结构的原子强度”ICMS-CSW2004（国际分子模拟和计算科学研讨会研讨会），摘要。

Ken-ichi Saitoh: "Molecular Dynamics Study on Interface Generated between Atomic Clusters"Engineering Plasticity and Its Applications (Key Engineering Materials, Trans Tech Publications). Vols.233-236. 591-596 (2003)

Ken-ichi Saitoh：“原子团簇间生成界面的分子动力学研究”工程可塑性及其应用（关键工程材料，Trans Tech 出版物）。