フリーメッシュ法による発展型CAE基盤ソフトウェアの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13355005
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 関東 康祐 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60177764)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀江 知義 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (40229224) ; 奥田 洋司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90224154) ; 矢川 元基 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100) ; 伊良波 繁雄 琉球大学, 工学部, 助教授 (30045025) ; 酒井 譲 横浜国立大学, 教育人間科学部, 教授 (90114975)
• Keywords: フリーメッシュ法 / 並列計算 / オブジェクト指向 / 機能拡張 / デザイン・パターン / 弾塑性解析 / 破壊解析 / 流体解析

Research Abstract

本研究は、領域分散並列型フリーメッシュ法に基づくCAEソフトウェアを生成するためのプラットフォーム的ソフトウェアを開発することを目的としており、本年度はその初年度として、以下の研究を行った。
・機能追加を行うための機構を実現するため、デザイン・パターンを利用した基本設計の検討をい、プロトタイプとして弾塑性解析と動的解析機能の追加に関するテストを行った。
・超並列計算機を用いた流体解析、並びに3次元複雑形状の解析に向けてのCAD周辺に関する技術的検討を行った。
・局所要素生成時の不整合に対し、包装法を用いて局所要素生成をロバストかつ高速なものにした。また、不整合を生じた場合にも安定に解を得るためのNode-by-Node反復アルゴリズムを開発した。
・フリーメッシュ法プログラムの並列性能および通信性能について調査検討を行った。単純形状のテスト問題を8台までのPCクラスタで解析し、ローカルメッシュ作成部分、剛性行列作成部分、剛性行列演算部分、応力・ひずみ計算部分に分けて、それぞれの並列効率およびJumpshotによる通信状況を検討した。自由度数、並列台数に応じて、それぞれ異なる特性を持つことを確認した。
・2次元フリーメッシュ法の解析精度を上げるためにアイソパラメットリック要素を変換した三角形平面要素を開発した。この要素を用いて、コンクリートの破壊解析、流動解析に通用し良好な結果を得ることが出来た。
・3次元複雑形状の解析を行うことの出来る、CADデータから解析結果までシームレスに解析を行うシステムについての検討を行った。

Research Products

• [Publications] 顧文〓, 矢川元基: "フリーメッシュ混合法による3次元応力解析"日本機械学会論文集(A編). 67・663. 1718-1723 (2001)
• [Publications] 今里淳, 酒井譲: "CADデータを用いたフリーメッシュ法の3次元問題への適用"日本計算工学会論文集(論文番号20020001). 2002年号. 1-9 (2002)