2022 Fiscal Year Annual Research Report
Validation of numerical analysis model for structural seismic response analysis
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18H03795
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
堀 宗朗 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門, 部門長 (00219205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本山 紘希 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (00732281)
澤田 昌孝 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 上席研究員 (80371417)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 地震応答解析 / 妥当性確認 / 主応力方向 / 大規模数値解析 / 高性能計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究での具体的作業は，1)仮想供試体と位置付けた超大規模解析モデルの地震応答解析，2)超多数解析モデルのモデル構築と地震応答解析，3)二つの地震応答解析を基にした妥当性確認の方法論の考案，に分けられる．2021年度までに第一と第二の作業は完成し，最終年度となる22年度は第三の作業を完成させる予定であった．
妥当性確認の方法論として，主応力の空間変化を妥当性確認の新たな指標とすることを追加した．これが2023年度に繰越を行った理由である．2次元状態では，主応力方向の流線分布が計算結果の妥当性確認に用いられてきた．この主応力方向の流線を3次元状態に拡張することが要諦である．本研究によって，主応力方向を法線とする2次元曲面を設定する偏微分方程式を導出することに成功した．流線は，一つの始点を初期値として常微分方程式を解くことで決定される．一方，境界条件を設定することで偏微分方程式を解くことができる．この結果，3次元空間を覆う2次元曲面群を統一的に決定することができる．なお，3次元空間内では，2次元曲面群は（1次元曲線）流線群の双対と考えることができる．
3つの主応力方向に対して，各々，2次元曲面群が決定される．主応力が直交するため，異なる主応力の曲面群の交線は互いに直交する．したがって，3つの2次元曲面群から3次元空間を覆う直交メッシュが構成される．この3次元直交メッシュの曲率の時間・空間変化が妥当性確認の指標となる．曲率の変化が一定の閾値を超えた場合，解析モデルや解析条件に不備があることが示唆される．また，材料構成則の適用範囲を超えた計算となった場合でも，変化は閾値を超えることになる．3つの主応力の方向に平行となる3次元直交メッシュの曲率変化は，妥当性確認の指標として汎用的に利用できることが期待できる．
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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