| 研究課題/領域番号 |
19K14871
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18030:設計工学関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
遊佐 泰紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (70756395)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 並列有限要素法 / 領域分割法 / 非線形有限要素法 / 熱弾塑性解析 / 大変形弾塑性解析 / 溶接 / 金属積層造形 / 重合メッシュ法 / パラメトリック解析 / 溶接力学 / アディティブマニュファクチャリング / 並列計算 / 計算溶接力学 / 有限要素法 / 高性能計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
溶接変形や溶接残留応力を最小化する溶接施工条件最適化のためには、溶接継手周辺に留まらない複雑な構造全体を考慮した高精度な大規模溶接解析が必要である。本研究は、溶接解析に特化した分散メモリ型並列非線形有限要素法解析手法を提案することによって、複雑形状溶接構造物の高速な大規模溶接解析を実現するものである。また、溶接解析に特化した大規模非線形有限要素法解析手法を加工、成形、破壊、損傷などの各種の非線形有限要素法解析へ水平展開することによって、大規模非線形有限要素法のあるべき姿を横断的に提案するものである。
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| 研究成果の概要 |
溶接問題や金属積層造形問題のための並列非線形有限要素法解析手法を提案した。溶接・金属積層造形解析では、固体になる部分に予め剛性ゼロ有限要素を配置する。並列有限要素法の一つである領域分割法で、この剛性ゼロの有限要素を適切に考慮する実装法を開発した。提案実装法は損傷解析やトポロジー計算にも水平展開した。また、並列非線形有限要素法解析技術の蓄積のため、高速な並列大変形弾塑性解析のフレームワークを開発した。1980 年ごろに盛んに研究されていた準 Newton 法に基づく非線形有限要素法に注目し、現代の分散メモリ型計算機への実装法と近代的な大変形弾塑性材料モデルに基づく解析フレームワークを提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
溶接問題、金属積層造形問題など、機械の製造時の複雑な力学挙動を従来よりも短い計算時間で解析できるようになり、過度に安全側でない合理的な設計に貢献できる可能性がある。また、破壊時などの他の力学挙動に対しても適用できるような解析技術を提案したため、合理的な保守などにも貢献できる可能性がある。また、領域分割法は実際にスーパーコンピュータで使用されている基盤的な解析手法であるため、本研究成果によって、スーパーコンピュータを用いた複雑な力学挙動の解析の発展が期待できる。
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