2021 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of fast large-scale parallel welding mechanics analysis using nonlinear domain decomposition method
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19K14871
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
遊佐 泰紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (70756395)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 金属積層造形 / 並列有限要素法 / 大変形弾塑性解析 / 重合メッシュ法 / パラメトリック解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和 3 年度は、溶接・金属積層造形問題の解析、並列非線形有限要素法に共通する知見の整理と水平展開が主な実施内容であり、おおむね順調に進展している。
前々年度から開発を進めていたインアクティブ要素（剛性ゼロの有限要素）を領域分割法（並列有限要素法の一つ）の中で合理的に取り扱う計算手法をジャーナル論文にまとめ、発表した。本手法は溶接・金属積層造形問題だけでなく、損傷解析やトポロジー計算に対しても有用であるため、これらに対する適用性も数値的に実証した。本手法を用いた溶接・金属積層造形シミュレーションも、本年度中に精力的に進めた。熱源モデルの簡略化による高速化についても検討した。これについては、研究期間後（令和 4 年度）に複数の国際・国内会議発表を予定している。
また、領域分割法とは別の視点から、10 万から 1,000 万自由度規模の問題に適した並列有限要素法フレームワークを提案した。ジャーナル論文として発表した。このフレームワークは、準 Newton 法とスパースダイレクトソルバーに基づくものであり、領域分割法による並列非線形有限要素法解析よりも小規模な問題に適したものである。問題規模に応じた並列非線形有限要素法の適材適所のあり方を明らかにした。
さらに、溶接・金属積層造形問題は局所的な入熱に駆動されるものであるため、局所的な変形の取り扱いに長けた重合メッシュ法の研究も遂行した。重合メッシュ法を用いたパラメトリック解析の並列化の可能性を模索した。
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