研究課題/領域番号 |
19K20287
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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研究機関 | 東京理科大学 (2020-2022) 早稲田大学 (2019) |
研究代表者 |
乙黒 雄斗 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 助教 (10801160)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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キーワード | 接触解析 / アイソジオメトリック解析 / Space--Time法 / トポロジー変化 / 移動境界問題 / 数値流体解析 / 圧縮性流体 / エンジンバルブ |
研究開始時の研究の概要 |
自動車用エンジンはバルブが高速に開閉すなわち接触・解離を繰り返す問題である。バルブの開閉には若干の遊びがあり、その開閉は流れとの強い連成問題となる。開閉のタイミングが変わればエンジン性能に大きな違いをもたらす。本研究では数値計算に着目する。接触を伴う問題の流体計算を安定かつ高制度に行うためには、計算格子の制御が課題となる。 本研究ではこれらの課題を解決し , 流体の圧縮性による接触挙動と流れ場の関係を明らかにする。
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研究成果の概要 |
本研究はバルブの開閉のような接触・解離を繰り返すような問題において流体と構造が連成する現象の計算手法を構築するものである.本研究では物体の接触を詳細かつ滑らかに表現する手法の構築を行った.高い連続性を用いた空間離散化手法と時間変化を記述できる定式化に基づいた新しい接触解析手法を提案することで,これまで課題であった滑らかな接触を実現し,バルブの接触によって生じる流体構造連成問題解析の基盤技術を構築した.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の主な学術的成果は,時間変動を記述できる構造計算手法を構築したことと柔軟な接触解析手法を提案したことの二つが挙げられる.これらの基本的なフレームワークは接触解析だけでなく,種々の連成解析にも有用であり,さらに計算格子生成の負荷低減が期待できる.したがって,これらのフレームワークを応用することで,産業界における現場等においてもCAEをより簡便に導入できることになり,設計・開発の可能性を高めることが期待できる.
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