2005 Fiscal Year Annual Research Report
流体-構造連成シミュレーション解析クラスライブラリの構築
| Project/Area Number |
16360045
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
青木 尊之 東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (00184036)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肖 鋒 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (50280912)
小川 隆申 成蹊大学, 工学部, 助教授 (50338571)
|
|---|
| Keywords | 流体-液体連成問題 / 数値解析クラスライブラリ / 並列計算 / AMR / コロケート格子配置 / 個別要素法 / 構造物破壊計算 |
|---|
| Research Abstract |
流体-構造連成シミュレーションは流体現象と構造変形が複雑に相互作用するために多くの解析要素が含まれ、本研究では流体解析クラス、構造解析クラス、流体-構造連成連結クラス、格子生成クラス、並列計算クラス、ビジュアリゼーション・クラスを柱とする解析ライブラリの構築を目標としている。
平成17年度は以下のクラスにおいて成果が得られた。
流体解析クラスおよび並列計算クラス:
最短の隣接格子参照ステンシルで高精度計算を可能にする局所補間微分オペレータ法の開発を継続し、コロケート格子での高精度計算を可能にする安定化カップリング法を様々な流体シミュレーションに適用した。隣接格子点参照がシンプルになったため、大規模並列計算が容易になり、東京工業大学のTitech Gridシステムでほとんど並列効率が低下しないことを確認した。
新しいサブ・クラスとして重合格子計算クラスを作り、風力発電の空力-風車トルクの流体-構造連成問題へ適用を試みた。風車やファンのように構造物の変形は非常に少ないが、全体として物体が並進や回転運動を行う流体-構造連成問題には、重合格子法が非常に有効であることが明らかになった。
個別要素法計算クラス:
3次元個別要素法のモデルを開発し、粉粒体計算を行うクラスを開発した。計算の高速化を行うための粒子マッピング化やOpenMPの導入、メモリ分散マシンでの並列化効率を上げるための動的負荷分散の手法について検討した。
ビジュアリゼーション・クラス:
気泡流上昇の大規模数値シミュレーションのフォトリアリスティックな可視化を行い、日経新聞・朝日新聞に掲載され、NHK教育テレビ「サイエンスZERO」でも放映された。さらに日本機械学会・計算力学部門ビジュアリゼーションコンテストで最優秀賞を受賞した。また、地球磁場変動をMHDダイナモ理論で計算した結果のレイトレーシングによる可視化や分子計算の可視化にビジュアリゼーション・クラスライブラリを適用し、有効性を確認した。
|
