2014 Fiscal Year Annual Research Report
３次元曲面モデリングを利用したメッシュフリー大変形解析とＧＰＵ並列化
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24760066
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
仲田 晋 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (00351320)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 数値解析 / シミュレーション / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は主にメッシュフリー解析の一手法である粒子法を対象とし，流体シミュレーションの新たな定式化と実装を行った．本研究課題では障害物が変形するような状況を想定し，流体シミュレーションにおける粒子運動のモデルを構築するとともに，変形する障害物の表現についても流体シミュレーションに適した手法を開発している．ここで採用した粒子法は計算がシンプルな SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) 法と流体の非圧縮性を考慮した MPS (Moving Particle Semi-implicit) 法の2つであり，いずれも障害物付近での粒子運動の独自の計算アルゴリズムの開発に成功した．以上の研究成果については学術論文として2編が採択されている．
研究期間全体を通じて，大変形を伴うメッシュフリー解析の手法，およびその可視化手法を主テーマとして研究を実施した．メッシュフリー法については完全ラグランジュ法と呼ばれる大変形解析の手法を採用し，計算効率に優れたアルゴリズムを開発することで高速化を達成できた．また，流体シミュレーションについては障害物として曲面形状および変形形状を対象とした3次元形状の表現技術に加え，流体の運動の定式化とアルゴリズムの構築，さらにはGPUによる高速化を達成することができた．可視化については曲面上に可視化用の点群を生成する処理の並列アルゴリズムを開発し，高速化を達成した．この技術は3次元形状の描画や空間的に分布する物理量の可視化に適用可能であり，本研究課題で対象とする大変形物体の可視化に限らず広く応用できる技術である．
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