2018 Fiscal Year Annual Research Report
Multiscale Fluid–Structure Interaction Analysis of Contact with Surface Roughness
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17J10893
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
倉石 孝 早稲田大学, 早稲田大学大学院創造理工学研究科総合機械工学専攻, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2019-03-31
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| Keywords | タイヤ / マルチスケール解析 / Reynolds方程式 / 路面粗さ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度の研究成果は大きく分けて2つある
1つ目は, 使用している解析手法の層流における解析精度の検証を行った. 解析結果の比較をするために, トライボロジーの分野のReynolds方程式を使用した. 層流においては流れ分布は2次関数で表現できるため, 高次関数を扱う本手法では1つの要素で正確に表現できる. 本研究では, 高解像度の解析格子を用いた結果を参照解とし, 解析手法とReynolds方程式において, それぞれ1次の関数と高次関数の一種であるNURBSを用い解析した. Reynolds方程式を使用した解析結果は, 解析格子の厚み方向の要素数が少なくても十分な解析精度であることが確認できた. 一方本研究で使用する解析手法では, 1次の関数を使用した場合では16倍の要素を使用しても参照解と約30%の誤差が生まれた. NURBSを用いた場合では, 本解析手法はReynolds方程式相当の解を得られることがわかった.
2つ目は, タイヤまわりの流れの解析において路面粗さに対応させた. 今までの解析では, タイヤと路面は接地面において完全に接触させていたが実際の路面には粗さがありその粗さとタイヤによって隙間が生まれる. この路面粗さにより生じる微小な空間の流れをNURBSを用いて再現する. 路面粗さの大きさはタイヤの直径に対して1/100,000のオーダーである. 路面粗さの周波数を無作為に決定し, その粗さにおけるタイヤとの接触を求め, タイヤまわりの流体解析を実施した. 本研究より, 路面粗さのようなミクロスケールから, タイヤまわりのマクロスケールまで精度良くまで解くことができ, 工学問題へと適用することができた.
また, この2年間の研究成果をもとに博士論文を執筆した.
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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