2007 Fiscal Year Annual Research Report
オイラー記述マルチスケール手法に基づく大規模固体-流体連成解析システムの構築研究
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19360207
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
樫山 和男 Chuo University, 理工学部, 教授 (10194721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 聖三 中央大学, 理工学部, 助教 (10439557)
寺田 賢二郎 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40282678)
岡澤 重信 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10312620)
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| Keywords | 連成解析 / オイラー記述 / マルチスケール / 安定化有限要素法 / 大規模計算 / 混合体 / 有限被覆法 / 固定メッシュ |
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| Research Abstract |
本年度は、固体-流体連成解析手法の甚本的な枠組みの構築研究として、シングルスケールにおける固体-流体連成解析手法の構築を行い、プログラムの作成を行った。研究計画では、固体と流体に対して別々の定式化を行い両手法を結合する弱連成手法の構築を行う予定であったが、その後の理論的研究により、全ての対象領域を固体と流体の混合体として仮定して、統一的に取り扱う強連成手法の構築に成功した。
本年度得られた主な実績は、以下のとおりである。 1.シングルスケールにおける固体流体連成解析手法の構築 非構造の固定メッシュを用いたオイラー的手法に基づく固体-流体連成解析手法の構築を行った。対象領域に対して固体、液体、気体の三相の混合体を仮定して、それに対する支配方程式の導出を行い、安定化有限要素法により離散化した。なお、本年度は固体は弾性体を仮定した。プログラムの妥当性を、既往の実験および計算結果との比較により検証し、定量的に良い一致が確認された。弾塑性体への拡張とマルチスケール手法の導入が今後の課題である。 2.固体のひび割れ進展解析手法の構築 流体力により固体が破壊される現象の解析を可能にするため、固体のみの揚合においてひび割れ進展解析手法の構築を行った。解析手法としては、固定メッシュでの解析が可能な有限被覆法を採用した。プログラムの妥当性を、既往の実験および計算結果との比較により検証し、定量的に良い一致が確認された。固体のひび割れ進展解析手法の連成解析手法への導入が今後の課題である。
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