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

2002 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・工業系研究科, 助教授 (90224154) ; 矢川 元基 東京大学, 大学院・工業系研究科, 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し、これをフリーソフトとして公開することを目的として、本年度はアルファ版相当のプロトタイプを作成した。本プログラムは、ウェッブページよりダウンロード可能である。その他、以下の研究を行った。
・機能追加のためのデザインパターンの検討を行い、アスペクト指向型プログラミングを実現するため、VisitorパターンおよびDecoratorパターンに基づく設計を行った。
・昨年度に開発したニューラルネットワークのエネルギ最小化過程とのアナロジーから構成したNode-by-Node反復アルゴリズムについて、その並列非同期性に注目し、非同期アルゴリズムを並列計算機上に実装し、その安定性、計算速度向上に関する検討を行った。
・昨年度開発したロバストな局所要素生成手法である、包装法の複雑形状への適用性およぴ大規模解析モデルヘの適用性について検討した。
・コンクリート構造物の三次元解析への適用に関して、四面体高精度要素の開発を行い精度特性を明らかに、これを用いたフレッシュコンクリートの三次元流動解析ソフトを開発した。さらに、コンクリートを骨材とモルタルの二相材料として解析する三次元解析モデルを開発し、アルカリ骨材反応によるコンクリートひび割れ,コンクリート円柱試験体の三次元ひび割れ解析等耐久性の問題やコンクリートの基礎的な諸問題の研究を進めた。
・3次元複雑形状の解析を行うことのできる、CADモデルから解析結果までシームレスに解析を行うシステムのベータ版を作成し、混合モード亀裂進展解析を行った。

Research Products

• [Publications] 矢川元基, 藤原智光: "広義のメッシュレス法としてのフリーメッシュ法とその並列化"計算工学. 7・1. 415-418 (2002)
• [Publications] T.fujisawa, G.Yagawa: "Node-based Parallel Mesh Generation and Finite Element Solver for High Speed Compressible Flows"Proc. of WCCM V. 1・i. 620 (2002)
• [Publications] 富山潤, 山田義智, 伊良波繁雄: "フリーメッシュ法によるフレッシュコンクリートの粘塑性流動解析"コンクリート工学年次論文報告集. 24・1. 861-866 (2002)
• [Publications] 松原仁, 富山潤, 伊良波繁雄, 矢川元基: "フリーメッシュ法を用いたコンクリートの混合モード破壊解析"コンクリート工学年次論文報告集. 24・2. 157-162 (2002)
• [Publications] Y.Nakawa, A.Shimada, Y.Kanto: "Object Oriented development of FMM3D"Advances in Meshfree and X-FEM Methods. 2. 194-199 (2002)