| 研究課題/領域番号 |
20K22401
|
|---|
| 研究種目 |
研究活動スタート支援
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
寺原 拓哉 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (10875305)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | ST-SI-TC-IGA / T-spline / 心臓弁流体解析 / Isogeometric Analysis |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
物体同士の接触を伴う流体現象では、接触により生じる流れがその物体や周囲の流体に大きな影響を与える。こうした流体現象を精度良く捉えるためには、B-splineのようになめらかな関数を基底関数に用いた境界適合格子によって解析することが有効である。本研究では、B-splineの拡張表現であるT-splineの技術を応用し、局所的に細分化行うことで本手法をより効率的なものにする。計算法を構築したのち、実際の問題として心臓弁の接触を伴う流体解析を行い、現象解明までを研究内容とする。
|
| 研究成果の概要 |
物体同士が接触する際の流れは，押し出されるようにして速い流れが生じ，周囲の流体場や物体そのものへ影響を及ぼす．この把握することの難しい接触する物体近傍の流れ場を，理論に基づく数値解析により明らかにする．本研究では，この流体現象を多くの問題に適用可能な手法にするため，高次の基底関数で表現した空間の局所的な細分化技術を本手法に導入した．最終的には実問題への適用例として，開閉する人工心臓弁周囲の流体場を解析し，弁が開く，閉じる瞬間，開いている時の複雑な流れ場の様子を効率よく明らかにした．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物体同士が接触する中での流れ場は，観測することが難しく，数値解析においても接触による空間の変化を正確に捉えることが求められ難しい．本研究は物体同士の接触を伴う流体現象を解析することの出来る解析手法を，幅広い問題に適用可能で，効率良いものにする．本研究での実問題への適用例として選んだ心臓弁は心臓でも疾患の発症の多い部分であり，複雑な動作や形状，接触という問題から周囲の流体場を把握するのが難しい例である．そうした例に対しても周囲の流体場を把握することができる．
|
