| Project/Area Number |
22K14167
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 18030:Design engineering-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
遊佐 泰紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (70756395)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
|
|---|
| Keywords | 孔 / 亀裂 / 応力拡大係数 / 点群 / レーザスキャナ / 亀裂進展 / パラメトリックスタディ / 重合メッシュ法 / 大変形弾塑性解析 / パラメトリック解析 / 並列計算 / 非線形有限要素法 / ライフサイクル |
|---|
| Outline of Research at the Start |
構造物の設計時の有限要素法解析では、製造から破壊までのライフサイクル中のあらゆる力学的挙動を予測することが求められるが、非常に困難である。そこで、本研究では、設計の妥当性を振り返って検証するための解析手法を開発・確立する。まず、レーザスキャナによる計測点群データを用いた製造後の構造物の変形解析手法を確立する。これに基づき、変形の経年変化を考慮した解析手法を開発する。また、破壊後の亀裂形状を活用した亀裂進展解析手法を提案する。以上の解析では、情報の不完全な部分に対して多数のシナリオを想定し、パラメトリックスタディを行う。そのための並列パラメトリック解析システムの構築と高速化を実施する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和 5 年度は主に、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析、レーザスキャナによる実測点群を用いた変形解析、弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究を実施した。おおむね順調に進展している。
孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析の研究では、前年度に構築した解析手法・システムと数値実験の結果を論文にまとめ、雑誌論文として公表した。この論文は、Message Passing Interface（MPI）による並列化と重合メッシュ法による自動化に基づく並列パラメトリック解析アプローチを提案するものである。実際に、孔の位置による亀裂の応力拡大係数の変化を網羅的に解析できることを示した。また、並列計算のストロングスケーリングテストを実施し、高速化率と並列化効率がともに良好にスケールすることを示した。
レーザスキャナによる実測点群を用いた変形解析の研究では、前年度までに構築してきた計算手法が実測点群に適用可能であることを示した。提案手法は、レーザスキャナによる点群データを拘束条件として有限要素解析に入力するものである。前年度までは仮想的に作成した点群への適用に留まっていた。
弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究では、弾塑性体中の亀裂進展挙動の解析に対し、パラメトリック解析のアプローチが有効でありうることを示した。提案アプローチは、節点解放法の下で空間方向・時間方向に離散化された亀裂進展速度をパラメータと見なし、パラメトリック解析を行うものである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和 5 年度は主に、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析、レーザスキャナによる実測点群を用いた変形解析、弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究を実施した。今年度は、並列パラメトリック解析の最初の雑誌論文を公表できた。レーザスキャナによる点群を用いた変形解析の研究は前年度同様順調に進展している。弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究は今年度に開始したものであるが、研究の立ち上げを完了できた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
レーザスキャナによる点群を用いた変形解析の研究については、雑誌論文の公表を目指す予定である。弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究については、数値的な調査と並列化を進める予定である。また、基盤となる並列パラメトリック解析手法・システムについては、並列計算の負荷分散やベイズ最適化の適用を検討していく予定である。
|
