極限環境下の流体・構造連成現象に関する超並列解析システムの開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555026
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 矢川 元基 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100)
• 研究分担者: 大島 まり 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (40242127) ; 奥田 洋司 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (90224154) ; 吉村 忍 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90201053) ; 大橋 弘忠 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80185355)
• キーワード: 流体・構造連成 / 乱流解析 / 非線形応力解析 / 極限環境 / 超並列 / ワークステーションクラスタ / 原子力プラントシミュレータ

研究概要

(並列処理による構造・流体解析)
これまでに開発された領域分割法に基づく大規模3次元構造物応力解析コード、Element-by-Elementな解法に基づく大規模3次元流体解析コードの分散ネットワーク環境への適用にあたり、ソルバーの収束性や計算効率に大きく影響するパーティショニングについて検討を行った。とくに、CRAY T3Dのような仮想分散メモリ上でのデータ並列解析を行う際のデータ分散について、要素番号、節点番号のナンバリングが重要なファクターとなることをあきらかにした。
(乱流、流体・構造連成解析)
流れの中に置かれた物体の流力不安定振動は流体・構造連成現象の問題として大変興味深い。工学的な現実問題では流れは乱流域であり、またこのような流れによって引き起こされる振動は非定常問題として取り扱う必要がある。このような流れを取り扱う際には、一般に用いられているアンサンブル平均によるレイノルズ平均モデルは適切ではなく、本研究ではラージ・エディ・シミュレーション(LES)、特にSGSモデルとしてDymaic SGSモデルを用いた解析手法について検討を行った。とくに、Synamic SGSモデルを用いる際に問題となるフィルタリング操作や応力の解析手法などの取り上げ検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] G.Yagawa, Y.Nakabayashi, H.Okuda: "Large-Scale Finite Element Fluid Analysis by Massively Parallel Processors" Parallel Computing. 23. 1365-1377 (1997)
• [文献書誌] H.Okuda, T.Yashiki, G.Yagawa: "Three-dimensional Finite Element Adaptive Analysis of Incompressible Flow Based on Contro l of Node Density Distribution and a Posteriori Error Estimation" Advances in Engineering Software. 28. 173-187 (1997)
• [文献書誌] H.Okuda and G.Yagawa: "Multi-Color Neural Network with Freeback Mechanism for Parallel Finite Element Fluid Analysis,Palallel Solition" Methods in Computational Mechanics. 431-457 (1997)
• [文献書誌] M.Oshima, T.Kobayashi, N.Taniguchi: "Finite Element LES of a Turbulent Channel Flow with the Dynamic SGS Model" Advances in DNS/LES. 317-324 (1997)
• [文献書誌] 大島まり、小林敏雄、谷口伸行: "ラージ・エディ・シミュレーションの有限要素解析における運動量保存性の評価" 日本機械学会論文集B編. 63-610. 1955-1960 (1997)
• [文献書誌] M.Oshima, T.Kobayashi, N.Taniguchi, M.Tsubokura: "Development of Filtering Operation for Dynamic SGS Model using a Finite Element Method" Direct and Large Eddy Simulation. II. 57-68 (1997)