大型浮体構造物のマルチスケール解析手法の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450405
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白山 晋 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10322067) ; 鈴木 克幸 東京大学, 大学院・新領域創成科学科, 助教授 (10235939)
• Keywords: 重合メッシュ法 / マルチスケール解析 / クラック解析 / ズーミング解析 / シェル・ソリッド混合解析

Research Abstract

本年度の研究目標として、シェル・ソリッド混合解析への重合メッシュ法の適用と精度の検討、およびグローバル構造,ローカル構造のそれぞれの解析を反復させて全体を解く解析アルゴリズムの開発を行った。主要な研究成果としては,シェル要素では解析が不可能であった表面クラックの応力評価を,ソリッド要素でモデル化した表面クラックモデルをシェル要素でモデル化した船体構造の一部に重合することにより解析できることを示した.また,このような重合メッシュ法による解析精度が,従来のズーミング解析法よりも高いことも検証した.したがって,このような方法により,局所的なクラックに対する安全性の検討がより容易に行える可能性が見えてきた.また,もう一つの成果としては,このような重合メッシュ法を板曲げ問題に適用した場合に生じるシアーロッキング現象を回避する方法を提案した.さらに,薄いシェルに厚いソリッドを重合する方法についても検討を行い,このような問題にも適用が可能であることを示した.
また、後者の点に関しては2次元問題においては,このような反復解法の適用が十分可能であることが確かめられた.また,収束解を得るためには,メッシュ重合を行う際の積分精度を向上させる等のノウハウが必要であることもわかった.現在は,計算効率を高めるために,より反復回数が少なくてすむ共役勾配法等の適用,剛性マトリックスの前処理法等を検討中である.

Research Products

• [Publications] 中住 昭吾, 鈴木 克幸, 大坪 英臣, 藤井 大地: "重合メッシュ法によるシェル・ソリッド混合解析"日本造船学会論文集. 189. 219-224 (2001)
• [Publications] 中住 昭吾, 鈴木 克幸, 藤井 大地, 大坪 英臣: "重合メッシュ法によるシェル・ソリッド混合解析(第二報)"日本造船学会論文集. 190. 655-662 (2001)
• [Publications] 中住 昭吾, 鈴木 克幸, 藤井 大地, 大坪 英臣: "重合メッシュ法による穴あき板の解析に関する一考案"日本計算工学講演会論文集. Vol.3. 145-150 (2001)
• [Publications] 中住 昭吾, 鈴木 克幸, 藤井 大地, 大坪 英臣: "重合メッシュ法による線形・非線形マルチスケール解析"第13回計算力学講演会講演論文集. 781-782 (2000)
• [Publications] 中住 昭吾, 鈴木 克幸, 藤井 大地, 大坪 英臣: "重合メッシュ法を用いた弾性・弾塑性混合解析"日本機械学会講演会論文集. (2001)