2021 Fiscal Year Annual Research Report
エクサスケールを見据えた流体・構造双方向連成問題に対する統一的解法の構築
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19H04124
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
坪倉 誠 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (40313366)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡澤 重信 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10312620)
西口 浩司 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (10784423)
LI CHUNGGANG 神戸大学, システム情報学研究科, 講師 (70650638)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 連成解析 / 統一解法 / 強連成問題 / 産業応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成31年度～令和3年度の3年間で、研究課題1)流体・構造統一オイラー解法のフレームワーク構築、2)アルゴリズムの高速化と超並列チューニング、3)シェル構造物流体連成問題に対するMaterial Point Method（MPM法）の確立、4)ものづくり分野での実証解析に段階的に取り組む。昨年度は1)統一解法フレームワークの構築と2)富岳でのチューニングについてある程度目途が立ったので、最終年度の本年度は、特に4)に注力して、研究を進めた。具体的には土木・建築課題として昨年度に引き続き、建築物と周囲流との連成問題に着目し、建築耐風設計CFDコンソーシアムと連携し、建築物とその周囲の非定常流れの大規模FSI解析を実施した。超高層ビルの曲げ変形を再現した角柱と気流とのFSI解析、および住宅を模擬した建築物と氾濫水のFSI解析を実施した。曲げ変形を再現した角柱と気流とのFSI解析では、風洞試験では検証が困難であった構造の正減衰・負減衰発現メカニズムが明らかになった。住宅を模擬した建築物のFSI解析では、従来の氾濫解析モデルでは解析が困難であった、建築物内外の氾濫水の複雑な3次元流動、建築物への非定常流体力および浸水時間等が明らかになった。さらに音と構造変形との連成問題として昨年度に引き続き、人体の歯擦音の発声メカニズムと口腔内形状の影響に関するシミュレーションを行った。特に圧縮性統一解法を用いた音場との連成解析では、低マッハ数場に対しては微小な時間ステップの要求による計算コストの増大が避けられないが、ここではアダプティブに時間ステップを変化させるスキームを開発し、コスト削減に成功した。この結果、発声メカニズムと喉の動きとの関係が明らかになり、特に歯科医療分野への実装の足掛かりをつかむことができた。その他、解析結果を理研自動車CAEコンソーシアムにも展開し、実用評価を行った。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(28 results)
