2023 Fiscal Year Research-status Report

Finite element analysis after manufacturing, aging or fracture using parallel parametric analysis system

Research Project

Project/Area Number	22K14167
Research Institution	The University of Electro-Communications
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)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	孔 / 亀裂 / 応力拡大係数 / 点群 / レーザスキャナ / 亀裂進展
Outline of Annual Research Achievements	令和 5 年度は主に、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析、レーザスキャナによる実測点群を用いた変形解析、弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究を実施した。おおむね順調に進展している。孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析の研究では、前年度に構築した解析手法・システムと数値実験の結果を論文にまとめ、雑誌論文として公表した。この論文は、Message Passing Interface（MPI）による並列化と重合メッシュ法による自動化に基づく並列パラメトリック解析アプローチを提案するものである。実際に、孔の位置による亀裂の応力拡大係数の変化を網羅的に解析できることを示した。また、並列計算のストロングスケーリングテストを実施し、高速化率と並列化効率がともに良好にスケールすることを示した。レーザスキャナによる実測点群を用いた変形解析の研究では、前年度までに構築してきた計算手法が実測点群に適用可能であることを示した。提案手法は、レーザスキャナによる点群データを拘束条件として有限要素解析に入力するものである。前年度までは仮想的に作成した点群への適用に留まっていた。弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究では、弾塑性体中の亀裂進展挙動の解析に対し、パラメトリック解析のアプローチが有効でありうることを示した。提案アプローチは、節点解放法の下で空間方向・時間方向に離散化された亀裂進展速度をパラメータと見なし、パラメトリック解析を行うものである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 令和 5 年度は主に、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析、レーザスキャナによる実測点群を用いた変形解析、弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究を実施した。今年度は、並列パラメトリック解析の最初の雑誌論文を公表できた。レーザスキャナによる点群を用いた変形解析の研究は前年度同様順調に進展している。弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究は今年度に開始したものであるが、研究の立ち上げを完了できた。
Strategy for Future Research Activity	レーザスキャナによる点群を用いた変形解析の研究については、雑誌論文の公表を目指す予定である。弾塑性亀裂進展問題のパラメトリック解析の研究については、数値的な調査と並列化を進める予定である。また、基盤となる並列パラメトリック解析手法・システムについては、並列計算の負荷分散やベイズ最適化の適用を検討していく予定である。
Causes of Carryover	主に旅費の支出が予定よりも少なかったため、次年度使用額が生じた。次年度に執行する予定である。