移動不連続面捕獲のための非線形・重合メッシュフリー解析に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650096
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 野口 裕久 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (70218303)
• Keywords: メッシュレス法 / 膜構造 / ケーブル / 幾何学的非線形 / ALE / 不連続体 / 重合法

Research Abstract

21世紀の計算科学技術の一つとして、要素や格子を要せず節点のみで解析を行うメッシュフリー法が注目されている。これは近年有限要素法に代表されるメッシュ(要素)を用いる解析手法の汎用化が進み同時に解析対象の規模や複雑さが飛躍的に増し、結果的に解析そのものよりも解析データ作成に多くの時間を要している現状を反映しているものと考えられる。またき裂進展解析においては、有限要素法では要素内にき裂を配することは困難であるが、メッシュフリー法では節点間に自由にき裂を配置できる点でその有効性が報告されている。しかしながら、90年半ばから始められたメッシュフリー法の研究は、未だ基礎的な研究にとどまり実用的な3次元解析は皆無である。これは、弱形式に基づく解析に不可欠な領域積分に関して、メッシュフリー法では有限要素のような積分単位となるものがなく、解析対象物とは別の積分セルを設定しなければならないためである。したがって、今後のメッシュフリー法の一つの理想形としては、メッシュフリー法と領域積分の容易な有限要素法とを融合させた新しい解析手法の開発、その上で有限要素法の適用が困難な分野へのメッシュフリー法の適用、が考えられる。以上の観点から本研究では、ケーブル補強膜構造物に対するメッシュフリー解析手法の開発、および重合メッシュフリー解析手法の開発を目的とした。本年度は前者については、メッシュレス積分に関する検討、ケーブルと膜との間の摩擦モデルの検討、システム化の検討を行い、後者については、既存の有限要素法と組みあわせる解析システムを構築し、提案する重合法と従来の有限要素法、メッシュフリー法と比較し利点、欠点を明らかにした。

Research Products

• [Publications] 川島徹也, 野口裕之: "ALE-EFGMによるケーブル補強膜の幾何学的非線形定式化"日本機械学会論文集. Vol.67No.660. 1276-1282 (2001)
• [Publications] Noguchi, H., Kawashima, T.: "Fully Mesh-Free Nonlinear Analyses of Spatial Structures"Proc.USNCCM. 31-31 (2001)
• [Publications] Noguchi, H., Kawashima, T.: "Application of ALE-EFGM to Analysis of Membrane with sliding Cable"Proc.First MIT Conf. on Computational Fluids & Solid Mechanics. 372-373 (2001)