| 研究課題/領域番号 |
20K19815
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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60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
西口 浩司 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10784423)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | オイラー型解法 / 構造流体連成問題 / 界面不連続性 / 流体構造連成解析 / 高レイノルズ数流れ / 半陰解法 / 粘弾性体 / 固定直交メッシュ / 並列計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，激甚化する強風災害に強い都市構造物の検討に有用な数値シミュレーション法を開発する．具体的には，申請者が開発してきたオイラー型構造-流体統一連成解法を，高レイノルズ数の構造-流体連成問題の数値解析が可能な手法へ拡張することを目標とする．高レイノルズ数流れでの固体変形計算の安定化法を開発・妥当性を定量的に検証し，各種の空力不安定振動が発生する機構および計算時間を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
オイラー型解法は，構造の大変形解析や大規模並列計算に適している．ただし，ヤング率の高い構造解析では既往のオイラー型解法では数値安定性に課題があった．原因は，速度勾配の不連続による数値不安定，固体応力波のクーラン条件による時間増分制約の 2 つが挙げられる．そこで本研究では，Reference map 法により前者を解消し，半陰解法により後者を緩和した手法を提案する．界面の速度勾配が不連続であるベンチマーク問題において，実行時間の観点で陽解法と比較して提案手法が優位であり，従来の速度勾配法においても弾性率の高い領域において実行時間の観点で優位であることがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究成果は、乱流と伴う気流と構造物の相互作用シミュレーションや、金属材料など弾性率が高い構造物の超並列シミュレーションを実現する要素技術となるものである。これにより，社会基盤構造物などの安全性評価において，より正確かつ効率的な解析が可能となり，安全性の向上に寄与することが期待される．さらに，この方法論は，氾濫解析など自然災害時の構造物の挙動予測にも応用でき，災害リスクの低減にも貢献する可能性がある．
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