2021 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 | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
乙黒 雄斗 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 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 / アイソジオメトリック解析 / Space--Time法 / 移動境界問題 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、Space--Time有限要素法の高度化を中心に研究を遂行した。これまでの時間方向に差分近似をした構造計算では時間ステップ内での挙動を知ることができないため、接触位置やタイミングの取り扱いが不明瞭になるという課題があった。本手法は時空間挙動を取り扱うため、滑らかな挙動の表現と接触する瞬間を把握することが可能になった。昨年度はSpace--Time法の基本的な実装と確認を行い、正しく計算できることを確認していた。本年度は対象としている大変形問題や非線形計算に適用するための定式化と安定化手法の適用を行った。
本手法の結果を検証する上では、従来用いてきた一般化α法との比較を用いて解の精度の確認や安定化手法によるエネルギー散逸の線形安定性解析も行った。これらの結果より、従来の方法では実現できない減衰特性を得ることが確認でき、対象とする問題への実用可能性を示した。
また今年度は接触解析アルゴリズム実装の足掛かりとして、昨年度までに行ってきた不連続要素を用いた計算を可能とするSpace--Time Slip Interface（ST-SI）法の高度化を行った。本研究の達成目標である接触解析のアルゴリズムの実装としてこのST-SI法を拡張したものを予定しており、構造物--接触対象間において適用することを行う。昨年度まで行ってきたフレームワークの実装に加え、今年度は異なる要素サイズと複雑な形状が及ぼす影響について接触の無い条件において検証し、十分な精度と収束性を確認した。
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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
昨年度実現した構造計算におけるSpace--Time法の実用に向け安定化手法の構築と非線形問題への適用を達成できたことにより、本研究で当初目標としていた、構造の挙動を滑らかな記述により求めることができることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は流体計算の結果による構造物の変形をこれまでに構築したSpace--Time法により計算することで滑らかな表現で記述することを目指す。また、昨年度実現した不連続要素の計算手法を応用し、構造物と接触対象間に適用することで当初の目標である滑らかな接触挙動の実現を行う。
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| Causes of Carryover |
昨年度に引き続き成果発表・研究打ち合わせ等で使用予定であった出張が制限されたため、旅費として確保していた請求額の使用ができなかった。次年度では使用可能見込みであるため、旅費として使用を予定している。
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