2020 Fiscal Year Annual Research Report
A novel simulation technique for Gossamer space structures
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17K18941
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
中篠 恭一 東海大学, 工学部, 准教授 (60408028)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | Isogeometric解析 / 膜構造物 / 張力場理論 / 薄肉シェル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，昨年度の研究推進方策の通り，IGA計算コードにKirchhoff-Love型のシェルモデルを実装してリンクル解析を行い，IGAによりリンクル変形形状が再現できることを確認した．また，従来解析手法との比較として，4節点のMITCシェル有限要素モデルを用いたリンクル解析を別途実施し，IGAによるリンクル解析との性能比較を行った．IGAにKirchhoff-Love型のシェルモデルを適用した場合，剛性方程式にシェルモデルの回転自由度を含める必要がなく，したがってFEMによるリンクル解析に比べて高い解析性能を発揮することが期待できる．実際に両手法を比較したところ，IGAによるリンクル解析では，FEMに比べて概ね小さい自由度数でもリンクル形成を捉えられることが確認できた．ただしリンクル解析における両手法の性能差を定量比較評価するうえでは課題が残った．その理由としては，比較対象としたFEMのリンクル解析で使用しているシェルモデルが面外せん断ひずみを許容するMITCモデルであるのに対して，IGAのシェルモデルが面外せん断ひずみを零とするKirchhoff-Love型のシェルモデルであること，IGAの解析性能はメッシュの粗密の他，NURBS次数の影響も大きく受け，リンクル解析に対して最適なパラメータが必ずしも明確でないこと，等が挙げられる．なお．本課題の終了後，Mi等によってIsogeometric MITCシェルモデルの定式化がなされた(CMAME, Vol.377)．今後の展開として，同モデルを用いたIGAリンクル解析とFEMリンクル解析との性能比較が考えられる．
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