2019 Fiscal Year Research-status Report
Compressible-flow engine-valve analysis with response motion and contact
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19K20287
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
乙黒 雄斗 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (10801160)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 数値流体解析 / トポロジー変化 / 圧縮性流体 / 移動境界問題 / アイソジオメトリック解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は本研究の基礎となる時間方向の離散化の検討と実装を行った。時間方向に高次の基底関数を用いて計算を行った。従来から用いられている時間ステップ間で不連続となる基底関数を用いるものに加え、時間ステップ間においても滑らかに表すことのできる離散化を導入した。この方法を高次の微分が存在する問題に対して適用し、時間・空間の解像度に対する計算手法の収束性を比較した。空間に滑らかさが求められる問題であっても時間の挙動に滑らかさを必要としない場合においては、新しい離散化は従来の手法と比較して1ステップに用いられる未知数当たりの精度が低下していることを確認した。時間方向に高次の基底関数を用いる離散化は高い並列化効率を保つことができるため、滑らかな時間変化が生じる問題に活用できると考えられる。
また、移動境界問題において計算格子の直交性を保ちながら計算することを実現した。これにより接触の際に想定される計算格子の品質の低下からくる計算の不安定性を回避することができるようになった。
流体計算における計算格子の局所長さについて検討を行った。これまでNon-Uniform Rational B-Spline (NURBS) に対して提案していたものを拡張し、本研究で取り扱うT-splineでも用いられている、要素分割を行った際にも適用できるものとした。これによって、接触箇所近傍の計算格子の局所細分化を行った際にも計算精度を保ったまま効率的に計算を行うことを可能とした。
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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
本年度では当初目標としていた時間方向に高次の基底関数を用いることで滑らかな挙動を表現した計算手法の構築を行った。これまでできていなかった時間ステップ間においても滑らかにする離散化を導入し、より拡張性の高い実装を導入することができたためおおむね順調であると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、本年度に構築した時間方向の基底関数を高次の滑らかな関数を接触・構造解析へ応用する。
また、接触を伴う流体計算も平行して行う予定である。本年度では連成の影響は考慮せずに動きを与えた条件での圧縮性流体計算に着目する。
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| Causes of Carryover |
2020年3月に学会参加を予定していたが、学会が延期となり次年度に繰り越すこととした。
次年度の使用計画として、可視化用のサーバーと計算用のワークステーションを購入する予定である。また計算結果の保存用にハードディスクを購入する予算に充てる。
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