• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

熱成層高サイクル熱疲労条件の推定を例としたクロスフィジックス逆問題解析手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21656033
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪大学

研究代表者

久保 司郎  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20107139)

研究分担者 阪上 隆英  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50192589)
井岡 誠司  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50283726)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2010年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード温度推定 / 熱疲労 / 逆問題 / 安全
研究概要

本研究の目的は、熱成層等による配管内の高サイクル熱疲労条件を、配管の外側で観測した温度分布あるいはひずみ分布から推定する逆問題解析手法を構築することにある。本年度の研究成果は以下の通りである。
1.配管内部のスラグ流に伴う配管内面の周期的温度変動を外面温度観測から推定する問題に対する逆解析手法を構築し、観測誤差の影響を明らかにした。まず、内面温度変動に対する外面温度変動の温度減衰率と時間遅れを、温度変化の周波数とスラグ流の流速の関数により表した。この結果を用いて、周波数分解された外面温度履歴に、減衰率の逆数を乗じ、時間遅れを逆に早めることにより、配管内面の温度分布を求めた。また、外面の複数点における温度観測結果をもとに、スラグ流の流速を推定した。温度変化に複数の周波数成分が含まれる場合においても、良好な推定ができることが明らかとなった。外面で計測する温度履歴に含まれる観測誤差が推定結果に及ぼす影響を調べた。数理解析結果と有限要素解析結果に表れる温度減衰率の相違を考慮することにより、外面温度履歴より内面温度履歴およびスラグ流の速度を精度よく推定することができた。
2.配管の減肉の状況を把握するため、外面温度変動履歴から配管減肉量を推定した。外面の計測精度が推定結果に及ぼす影響を明らかにした。
3.配管にき裂が存在する場合、起動時および停止時には、高温流体あるいは低温流体の流入により、過渡的に高い応力拡大係数がき裂先端に発生する。内面温度履歴をべき関数で与えた時の応力拡大係数の解析結果を重ね合わせることにより、この応力拡大係数の過渡値を最小にするような、起動時あるいは停止時の流体温度履歴の与え方を求めた。提案した逆解析手法により、応力拡大係数の過渡的最大値が低減できることがわかった。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Inverse Analysis of Inner Surface Temperature History from Outer Surface Temperature Measurement of a Pipe2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kubo
    • 雑誌名

      IOP Conf.Series : Materials Science and Engineering

      巻: Vol.10, #012188 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スラグ流に伴う内面温度変動条件の外面温度履歴からの推定と観測誤差の影響2010

    • 著者名/発表者名
      松本佳幸
    • 雑誌名

      日本機械学会第23回計算力学講演会講演論文集

      巻: No.10-2 ページ: 160-161

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 起動停止時におけるパイプ内き裂の過渡的応力拡大係数を低減するための流体温度履歴の与え方に関する逆解析手法2010

    • 著者名/発表者名
      前川充匡
    • 雑誌名

      日本機械学会第23回計算力学講演会講演論文集

      巻: No.10-2 ページ: 162-163

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] スラグ流に伴う内面温度と応力分布の外面温度履歴からの推定に関する逆解析手法2010

    • 著者名/発表者名
      恩地紗弥子
    • 雑誌名

      日本機械学会関西支部第85期定時総会講演会講演論文 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiphysics Inverse Analysis Method for Reducing Transient Thermal Stress in a Thick-Walled Pipe2009

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ishizaka
    • 雑誌名

      ASME, Proceedings of PVP2009, Paper # PVP2009-77588

      ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スラグ流に伴う内面温度履歴の外面からの推定に関する逆解析手法2009

    • 著者名/発表者名
      恩地紗弥子
    • 雑誌名

      日本機械学会第22回計算力学講演会講演論文集 No.09-21

      ページ: 121-122

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] パイプ外面の温度変動観測からの内部状況の推定2011

    • 著者名/発表者名
      久保司郎
    • 学会等名
      日本機械学会A-TS 01-09逆問題解析手法研究会例会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi