高速多重極境界要素法と等価境界条件法を併用した複雑構造物のカソード防食最適化

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555028
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 青木 繁 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90016436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮坂 松甫 株式会社, 荏原総合研究所・技術開発研究所, 室長(研究職) ; 天谷 賢治 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (70251642)
• Keywords: 高速多重極境界要素法 / 複雑構造物 / カソード防食 / 大規模問題 / 最適化 / 非線形境界条件 / 分極曲線 / 腐食解析

Research Abstract

本年度はまず,大型浮体式海洋構造物,海底油田用プラットフォーム,各種港湾鋼構造物およびそれらに装着された海水ポンプなどの機械類等のように,極めて複雑な構造物では,原理的には境界要素法による腐食解析が可能であっても,要素数が膨大となり解析不可能となる場合があるので,これに対処する方法について展望し,展望結果を1999年4月にNACEーCorrosion'99のTopical Symposiumで発表した.
また,一般に,境界要素法においては蜜行列を係数とする代数方程式を解かなければならないので,大規模な問題を取り扱うためには特別の工夫が必要となる.このため,ポテンシャル問題,静的および動的弾性問題,き裂問題などの境界要素解析に対して,計算量をおよび記憶量を減少することのできる高速多重極展開法を利用するための研究が活発に行われている.これらの高速多重極境界要素法は線形問題を対象にしているが,腐食問題では金属の分極曲線に基づく非線形境界条件を処理する必要がある.この処理の問題などを解決して高速多重極境界要素法を腐食解析に利用する方法を開発し,材料学会誌に発表した.
さらに,高速速多重極境界要素法をカソード防食の最適化に利用する方法について研究を行った.当初は,等価境界条件法(非線形境界条件対応版)を開発し,これと高速速多重極境界要素法を併用してカソード防食の最適化を行う計画であったが,高速速多重極境界要素法の特徴を生かせば,単独で(等価境界条件法と併用しなくても)カソード防食だけでなく種々の最適化が効率的に行える可能性のあることが分かった.この結果を2000年の機械学会計算力学部門で講演発表する予定である.

Research Products

• [Publications] S.AOKI,K.AMAYA and M.MIYASAKA: "Boundary Element Analysis of Cathodic Protection for Complicated Structures"Proc.of the CORROSION 99,Research Topical Symposium on Cathodic Protection (NACE). 45-65 (1999)
• [Publications] 中山淳、浦郷正隆、天谷賢治、青木繁: "高速多重極境界要素法による腐敗問題の解析"材料. 48巻11号. 1316-1321 (1999)