氏名 : 真野 貴文 (281667187)
所属 : 計算固体力学グループ
題目 : FEMシミュレーションによる拡散過程を考慮したゲル材料の膨潤解析手法の検討
概要 :
ゲル材料は,溶媒を吸収して体積が大きく増加する膨潤と,その逆の収縮という性質を持った材料であり,光学装置などの利用が期待されている材料である.これまで材料特性解明のために,様々な解析が行われてきた.しかし,従来の解析手法では,モデル全体を均質的に膨潤させる解析しか行うことができず,溶媒が表面から浸透していく“拡散現象”が考慮できていない.“ゲル材料の膨潤解析において,拡散過程を考慮した解析手法の確立を達成すること”を研究目標とする.その解析手法として,熱の拡散との類似性に着目した.熱の拡散に関する支配方程式について,パラメータを適当に置き換えることにより,溶媒の拡散と見なした解析を行う.このパラメータの置き換えに対しては,“USDFLD”と“H
ETVAL”の2つのサブルーチンを用い,外側から溶媒が浸透していく現象を再現した解析を行った.結果として,外側から溶媒が浸透していく現象を確認できたが,応力分布について,要素境界で不連続性が見られた,これは,Bouklas(2015)らの結果でも確認され,オシレーションが発生する.これは,外側が急激に膨潤することにより,大きな応力が発生するためだと考えられる.
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