2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of a numerical method of fluid-structure interaction for elucidation of fracture mechanism of structure by tsunami
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18K04665
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
樫山 和男 中央大学, 理工学部, 教授 (10194721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有川 太郎 中央大学, 理工学部, 教授 (00344317)
車谷 麻緒 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20552392)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 津波 / 固体流体連成解析 / 破壊 / 可視化 / 並列計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究目的を遂行するため、大きく以下の5項目に分類して津波による構造物の破壊メカニズム解明のための固体流体解析手法の構築を行っている。
１）固体メソスケール解析システム構築、２）流体メソスケール解析システム構築、３）連成メソスケール解析システム構築、４）超並列解析システムの構築、５）全体システムの適用と評価・改良。
平成30年度においては、１）固体メソスケール解析システム構築（担当：車谷および大学院生（茨城大学））、２）流体メソスケール解析システムの構築（担当：樫山および大学院生（中央大学））を上半期において実施し、下半期において、それらを統合した３）連成メソスケール解析システム（担当：樫山、車谷および大学院生（中央大学、茨城大学））の構築を行った。具体的には、１）については等方性損傷モデルを用いた3次元有限要素法に基づく手法を構築した。２）については沖合から陸上部までの広範囲の解析が可能でかつ構造物に作用する流体力を高精度に解析が可能な、2次元・3次元ハイブリッド津波解析手法の構築を行った。１）および２）の手法の妥当性について、既往の研究との比較のもとに実施した。そして、３）については１）と２）を統合することでシームレスな固体流体連成解析のシステムの構築を行った。
以上より、令和元年度に実施予定の４）超並列解析システムの構築、５）全体システムの適用と評価・改良を行う準備が完了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
分担者との十分な連携のもとに研究が進んでおり、昨年度計画を立てた計画案どおりに研究が進んでいる。計画案における解析手法については、有限要素法または有限被覆法を使用するとしていたが、両者を比較・検討した結果、有限要素法を採用した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、昨年度に構築した１）固体メソスケール解析システム、２）流体メソスケール解析システムおよびそれらを統合した３）固体流体連成メソスケール解析システムの評価・改良を行う。具体的には、１）については等方性損傷モデルを用いた有限要素法に基づく手法を構築したが、この手法をひび割れ進展解析への適用性について実験結果等との比較のもとに実施する。また２）についてはVOF法を用いた有限要素法に基づく手法を構築したが、今年度はPhase Fieldモデルについても適用を行い、両者の特徴について実験結果等との比較のもとに考察する。また、３）については大規模計算を実施可能とするために並列計算手法の導入を行う予定である。その上で、実規模実験データとの比較により、手法の評価改良を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
2月に実施予定の現地調査が悪天候のため実施が叶わなかった。今年度に実施する予定である。
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