海洋開発新時代に向けた構造設計援用・流体構造連成シミュレータの開発

• 研究課題/領域番号: 21760361
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 浅井 光輝 九州大学, 工学研究院・建設デザイン部門 (90411230)
• 研究協力者: 園田 佳巨 九州大学
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 粒子型解法 / 流体構造連成解析 / 高速化構造動的解析 / 圧縮性流体用SPH法 / 沿岸域の流域シミュレーション / 沿岸部の流域シミュレーション / 非圧縮流体用SPH法

研究概要

国土の狭い我が国においては,人工島,メガフロートなどの沿岸地域の開発を積極的に行う時代(海洋開発新時代)にあり,津波・高潮・防波浪などの極限事象に対しても安全・安心な沿岸構造物を創造していく必要がある.特に,暴波浪時に流体力が作用する構造物の挙動を正確に評価することが必要となるため,流体解析手法としては飛沫,砕波などの離散表現に優れている粒子型解法(SPH法)を選択し,構造解析には実績のあるFEMを用いた新規の連成シミュレータを構築した.高精度・高効率な連成シミュレータの構築を目標とし,流体解析手法として採用したSPH法においては圧力評価の精度向上を目的とした安定化手法を提案し,また構造解析用FEMにおいては縮約化法を導入することで動的過渡応答解析の高速演算を可能とした.以上の基礎検討の結果を踏まて,SPH-FEMの双方向に連成させた新たなハイブリット型流体構造連成解析法を提案した.

研究成果

• [雑誌論文] 大規模な動的有限要素解析の高速化に向けた取り組み (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅井光輝, Norliyati Mohd Amin, 園田佳巨
  • 雑誌名: 第10回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム論文集 ページ: 12-12
• [雑誌論文] 安定化ISPH法を用いた流体衝撃力評価と精度検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林高徳, 浅井光輝, Abdelraheem M.Aly, 園田佳巨
  • 雑誌名: 第10回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム論文集 ページ: 12-12
• [雑誌論文] Application of a model order reduction based on the Krylov subspace to finite element transient analysis imposing several kinds of boundary condition (2010)
  • 著者名/発表者名: Norliyati Mohd Amin, Mitsuteru Asai, Yoshimi Sonoda
  • 雑誌名: IOP conf.Ser. : Material Science and Engineering Vol.10 ページ: 12118-12118
• [雑誌論文] Fast transient structural FE analysis imposing prescribed-displacement condition by using a model order reduction method via Krylov subspace (2010)
  • 著者名/発表者名: Norliyati Mohd Amin, Mitsuteru Asai, Yoshimi Sonoda
  • 雑誌名: 応用力学論文集 Vol.13 ページ: 159-167
• [雑誌論文] 陽的SPH法による沿岸域の水害シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 林高徳, 浅井光輝, 上坂隆志
  • 雑誌名: 日本計算工学会計算工学講演会論文集 Vol.15 ページ: 483-486
• [雑誌論文] Fast solver for large scale dynamic analysis using a model order reduction method (2010)
  • 著者名/発表者名: Norliyati Mohd Amin, Sho Nonaka, Mitsuteru ASAI, Yoshimi SONODA
  • 雑誌名: 日本計算工学会計算工学講演会論文集 Vol.15 ページ: 701-704
  • NAID: 40019574064
• [雑誌論文] Fast transient structural FE analysis imposing prescribed displacement condition by using a model order reduction method via Kryrov subspace (2010)
  • 著者名/発表者名: Norliyati Mohd Amin, Mitsuteru Asai, Yoshimi Sonoda
  • 雑誌名: 応用力学論文集 巻: Vol.13 ページ: 159-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a model order reduction based on the Kryrov subspace to finite element transient analysis imposing several kinds of boundary condition (2010)
  • 著者名/発表者名: Norliyati Mohd Amin, Mitsuteru Asai, Yoshimi Sonoda
  • 雑誌名: Material Science and Engineering 巻: Vol.10 ページ: 12118-12118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical estimation of water-induced impact pressure by using a smoothed particle hydrodynamics for incompressible flow (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru ASAI, Takanori HAYASHI, Yoshimi SONODA
  • 雑誌名: Proceeding of Protect2009
• [雑誌論文] Reduction of finite element mesh and model order for dynamic analysis of global/local problem (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Sando, Naoki Takano, Mitsuteru Asai, 他2名
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Material Engineering Vol.3, No.3 ページ: 572-583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical estimation of water-induced impact pressure by using a smoothed particle hydrodynamics for incompressible flow (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru Asai, Takanori Hayashi, Yoshimi Sonoda
  • 雑誌名: Structures under extreme loading Proceeding of PROTECT 2009 (CD-ROM)
• [雑誌論文] 異方性を考慮した超弾性・粘性体による織布補強ゴムの力学モデリング
  • 著者名/発表者名: 浅井光輝, 木村嘉之, 園田佳巨, 西本安志, 西野好生
  • 雑誌名: 土木学会論文集 受理済(掲載決定)
  • 査読あり
• [学会発表] Development of a new fluid structure interaction simulator for design of coastal structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru Asai
  • 学会等名: 2^<nd> International Workshop on Advanced Computational Mechanics
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] Development of a design aid simulator for structures subject to hydrodynamic impact pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Takanori HAYASHI, Mitsuteru ASAI
  • 学会等名: 9th World congress on Computational Mechanics(WCCM2010)
  • 発表場所: Sydney
• [学会発表] Application of a model order resduction method based on the Kryrov subspace intor large scaled finite element simulations imposing several kinds of boundary condition (2010)
  • 著者名/発表者名: Norliyati Mohd Amin, Mitsuteru ASAI, Yoshimi SONODA
  • 学会等名: 9th World congress on Computational Mechanics (WCCM2010)
  • 発表場所: Sydney
• [学会発表] Development of a new fluid structureinteraction simulator for design of coastal structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru ASAI, Takanori HAYASHI
  • 学会等名: 2nd International Workshop on Advanced Computational Mechanics
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] 流体衝撃力を受ける構造解析に適したSPH-FEM連成シミュレータの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林高徳, 浅井光輝
  • 学会等名: 土木学会平成22年度全国大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Efficient large scale FE dynamic analysis using model order reduction via Kryrov subspace (2010)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru ASAI, Norliyati Mohd Amin, Yoshimi SONODA
  • 学会等名: 土木学会平成22年度全国大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Development of a design aid simulator for structures subject to hydrodynamic impact pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Takanori Hayashi, Mitsuteru Asai
  • 学会等名: 9^<th> World congress on Computational Mechanics (WCCM2010)
  • 発表場所: オーストラリア・シドニー
• [学会発表] 大規模な動的有限要素解析の高速化に向けた取り組み (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅井光輝, Norliyati Mohd Amin, 園田佳巨
  • 学会等名: 第10回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 安定化ISPH法を用いた流体衝撃力評価と精度検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林高徳, 浅井光輝, Abdelraheem M.Aly, 園田佳巨
  • 学会等名: 第10回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 粘性・超弾性モデルによる織布強化ゴムの力学特性モデリングと簡易終局状態予測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅井光輝
  • 学会等名: 第14回日本計算工学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-05-13
• [学会発表] 数値地図による沿岸地域モデリングとSPH粒子法による流体解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅井光輝
  • 学会等名: 第14回日本計算工学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-05-12
• [学会発表] Numerical simulation of water-induced impact problem by using a smoothed particle hydrodynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru Asai
  • 学会等名: 10^<th> US National Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Columbus OH, USA
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 数値地図による沿岸地域モデリングとSPH粒子法による流体解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林高徳, 浅井光輝, 園田佳巨
  • 学会等名: 土木学会平成21年度全国大会
  • 発表場所: 福岡