2017年4月 - 2020年3月
ミクロな力学特性に基づく根混じり土シミュレータの開発~倒伏から防災まで~
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
本年度の計画として掲げた、②根混じり土の屋外及び屋内載荷試験の実施および研究目的③シミュレーションと実験結果の比較によるシミュレータの改良および実問題への適用、の二点についてはおおむね達成した。室内試験としては、前年度までに開発した薄型アクリル土槽を用いて、幼植物体スケールでの倒伏試験を行う。本試験によって変位―反力関係と変形図を得るとともに、用いた根および土の力学特性を併せて計測した。新規に購入した高精度タイムラプスカメラと小型コンピュータ群を用いて、生育時の根のイメージデータの取得と、それらを用いた高品質な解析メッシュの作製に成功し、これらを用いて再現計算を実施した。解析メッシュが大規模なものとなり、従来のワークステーションでの解析が困難となったため、並列計算ライブラリであるMPIを用いた並列計算が可能なようにソフトウェアを改良し、併せて並列計算環境を整備した。その結果、11ノードからなるクラスタの構築に成功し、66コア350GB DRAMを有する中規模な計算環境上で効率よく解析を実施するに至った。シミュレーション結果は実験結果を高精度に再現し、これまで困難であった、高精度な根混じり土の変形シミュレーションを達成した。本成果を国内学会にて報告し、併せて論文として国際誌に投稿中である。また、土壌水分の変化に応じて接触面のせん断強度が変化することを数理モデル化し新たにシミュレーションに導入し、不飽和抜根試験の再現計算に成功した。本成果も国内学会での発表とともに国際誌への投稿を予定している。
- ID情報
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- 課題番号 : 17J02383
- 体系的課題番号 : JP17J02383
この研究課題の成果一覧
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論文
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Scientific Reports 13(4914) 2023年3月25日 査読有り責任著者
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農業農村工学会誌 86(7) 603-606 2018年7月 筆頭著者
MISC
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The 15th International Conference of the International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics 2017年10月 筆頭著者
Works(作品等)
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2022年4月11日 コンピュータソフト
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2021年10月22日 コンピュータソフト