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物体の表面温度分布を非接触で熱画像として捉えることのできる赤外線映像装置(TVS:thermal video system)とエンジニアリング・ワ-クステ-ション等の計算機を有機的に結びつけた、赤外線温度計測に基づいて熱伝導・熱応力解析を効率よく行う一種の実験ー計算ハイブリッドシステムを開発した。解析部には、熱伝導・熱応力有限要素解析プログラム、さらに熱伝導逆問題の解析のためのプログラムを組み込んだ。また、熱画像から解析に必要な節点温度デ-タを取り込む作業や、ポスト・プロセッシングのためのプログラムも開発し、システムとしての充実を図った。そして、以下のような問題へ本システムを適用した。
(1)物体の内部温度分布の推定:基本的な順問題を解析し、本システムの有効性を示した。
(2)熱伝導逆問題の解析による未知熱流束の推定:本システムを実際の問題に応用する際に生じる熱伝導逆問題を解析する。逆問題に多くみられる「不適切性」を考慮した解法を開発した。
(3)接着層熱伝達率の測定と、それに基づく接着継手を有する試験体の熱伝導・熱応力解析:具体的な問題として、構造要素として重要性を増している接着継手を取り上げた。
このシステムにより、赤外線映像装置で得た熱画像温度デ-タを、簡単に数値解析の境界条件として用いることができる。このように実験と計算の特徴を生かし、結びつけることで、これまで不可能だった問題の解決、より実際の条件に即した解析が可能となった。
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