高性能基底関数を用いた高精度かつＣＡＤとの親和性の高い流体構造連成解析手法の構築

• 研究課題/領域番号: 15K06200
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 八戸工業高等専門学校
• 研究代表者: 丸岡 晃 八戸工業高等専門学校, 産業システム工学科 環境都市・建築デザインコース, 教授 (30310973)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 流体構造連成 / 高性能基底関数 / 有限要素法 / 数値流体力学 / NURBS / 移動境界問題 / 自由界面流れ

研究成果の概要

本研究では、流体構造連成問題を精度よく解析することを目的として、流れ場と構造物の境界・領域形状表現、および、流速、圧力、変位等の目的変数の近似に高性能基底関数を用いた新たな解析手法を開発した。高性能基底関数には、ＣＡＤの形状表現に用いられる導関数に対して連続性を可能にするものを採用しており、一般的な有限要素法で用いられるラグランジュ補間に基づく基底関数と比べて、関数近似能力および形状表現能力に優れている。

研究成果

• [雑誌論文] Finite element analysis of solitary wave propagation by acoustic velocity method (2016)
  • 著者名/発表者名: Maruoka, A., Uchiyama, I., Kawahara, M.
  • 雑誌名: Computational Mechanics 巻: Volume 59, Issue 1 号: 1 ページ: 107-115
  • DOI: 10.1007/s00466-016-1337-4
  • 査読あり
• [学会発表] Weak imposition of slip boundary condition in the stabilized finite element formulation of shallow water equations (2017)
  • 著者名/発表者名: Joseph Galbreath, 丸岡 晃
  • 学会等名: 平成28年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • 発表場所: 東北工業大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2017-03-04
• [学会発表] 正方形断面容器のスロッシング現象に関する数値流体解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丸岡 晃，小山内 功宇太，橘 亜紀穂，平野 廣和
  • 学会等名: 土木学会第71回年次学術講演会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Adiabatic流体モデルへの安定化有限要素法の適用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内山 一郎, 丸岡 晃, 川原 睦人
  • 学会等名: 第21回計算工学講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-05-31
• [学会発表] A characteristic Galerkin scheme based on divergence-free B-splines for incompressible flows (2015)
  • 著者名/発表者名: Maruoka, A.
  • 学会等名: The 34th JSST Annual Conference: International Conference on Simulation Technology
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県・富山市）
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会
• [学会発表] Finite element analysis of acoustic velocity model (2015)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, I., A. Maruoka, A., M. Kawahara, M.
  • 学会等名: The 34th JSST Annual Conference: International Conference on Simulation Technology
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県・富山市）
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会