| 研究課題/領域番号 |
19H04124
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
坪倉 誠 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (40313366)
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| 研究分担者 |
岡澤 重信 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10312620)
西口 浩司 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (10784423)
LI CHUNGGANG 神戸大学, システム情報学研究科, 講師 (70650638)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 数値流体力学 / 連成解析 / 統一解法 / 産業応用 / 強連成問題 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代超並列計算機環境を想定して、流体運動と構造変形が双方向連成しあう問題を対象に、両者を統一的に扱う解析手法を構築する。流体・構造統一オイラー方程式を採用し、階層直交格子を適用することで、強連成問題に対して超並列スケーリングし、かつ複雑形状に対応できるアルゴリズムを研究開発する。流体と構造の界面捕捉にはラグランジュ粒子法を採用することで、既存のオイラー構造解析の欠点を回避し、膜やシェル構造への対応を可能とする。提案手法を産業界でみられる複雑形状を有するシェルや膜構造の空力不安定問題に適用することで、次世代デジタルエンジニアリング環境を支援するシミュレーションのフレームワーク構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
流体運動や構造変形さらには空力音を統一的に解析するシミュレーションフレームワークを構築し、土木・建築分野や生体力学分野の応用問題に適用することでその有用性を実証した。基盤となるデータ構造には階層直交格子に基づくBuilding Cube Methodを採択し、流体・構造解析に対して統一的な基礎方程式とオイラー解析を用いることで、強連成問題に対してもフラッグシップスパコン富岳において高い計算性能を発揮することを示し、既存のシミュレーションフレームワークでは困難であった産業界でみられる複雑連成問題に対して、活路を開くことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ものづくりの現場で対象となる物理現象の多くは、熱流体運動や構造変形、さらには構造振動や音の発生、化学反応等が伴う複雑連成問題であることが多い。しかしながら既存にシミュレーション技術は要素現象に特化して進化してきており、連成問題に対しては個別のシミュレーション技術を連成させて解析を行うため、データの補間等により超並列環境では十分な並列性能を得ることが難しかった。ここで開発された手法は、この問題を抜本的に解決するものとして大きく期待できる。
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