大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
環境エネルギー材料工学領域
Future Resource, Energy, and Eco materials

解析ソフトウェアのご紹介

山中研究室が所有する解析ソフトウェアを紹介しています。

熱力学計算ソフトウェア

Thermo-Calc
開発元:スウェーデン王立工科大学

ChemSage
開発元:GTT-Technologies

自由エネルギー最小化法に基づいた熱力学平衡計算ソフトウェアです。Thermo-Calcは状態図の計算に、ChemSageは大規模化学平衡計算に使用します。山中研究室ではThermo-CalcバージョンNとChemSageバージョン4.0を所有しています。共にIBM-PCベースのWindows OS上で使用します。Thermo-Calcを用いて種々のアクチニド元素と酸素の系や、ジルコニウム-酸素-水素の系について、熱力学データの整備と状態図計算を実施しています。またChemSageを用いて燃料中の核分裂生成物の化学状態を評価しています。

分子動力学計算ソフトウェア

MXDRTO
開発元:東京工業大学河村研究室

分子動力学法では、多数の粒子からなる系について各粒子の初期座標と初期速度、ならびに粒子間相互作用を与え、そこから粒子間ポテンシャルエネルギーや粒子間に働く力を求めます。さらに運動方程式を解くことで粒子をいっせいに運動させ、得られた時間に対する各粒子の位置と速度から各種物理量を求めます。山中研究室ではMXDORTOを用いて、ウランやプルトニウムの酸化物、窒化物の熱容量や熱伝導率を評価しています。また各種ペロブスカイト型酸化物についても同様の研究を実施しています。

分子軌道計算ソフトウェア

DV-Xα
開発元:京都大学足立研究室

DV-DFS
京都大学化学研究所中松先生ご提供

注目している化合物について原子の集合体(クラスター)を切り出し、クラスター内の原子について変分原理に基づいてシュレディンガー方程式の解を求め、クラスターの分子軌道を求めるという非経験的分子軌道計算法です。第一原理法(First Principle Method)に基づく計算ですので、原子番号と原子の座標さえ入力すれば、実験から得られる他の情報は一切無くとも計算を行うことができます。山中研究室ではこれまでに、ジルコニウム酸化物や水素化物の電子状態を評価し、機械的特性の現象解明に役立てたりしています。

有限要素法計算ソフトウェア

ABAQUS

有限要素法(Finite Element Method: FEM)とは、変形に対し無限の自由度を持つ物体を有限の自由度を持つ要素の集合体として近似し、この集合体に対して成立する連立一次方程式を解く方法です。実際にこのような方程式を解くことは非常に困難ですが、現在は汎用プログラムが数種類開発されています。山中研究室ではそれらの中でもABAQUSを使用しています。
これまでに被覆管の破損挙動の解析や水素の拡散、高燃焼度燃料、振動充填燃料の熱伝導解析などを実施しています。