研究課題
基盤研究(C)
数値流体力学は目覚しく発展しているが、その中で、最近は、構造物の渦励振振動や、バイオ流体関係などの関連で、流体・弾性体の連成問題に関する関心が高まってきている。本研究は従来困難であった大変形を伴う複雑形状の弾性体と流体の強連成の問題を解析する新しい手法の開発を目的とする。流体と弾性体の連成の問題は、多くの実用的な問題と関連しているが、その解析は比較的弾性変形量が小さい場合に限られてきた。申請者は大きな弾性変形を伴う流体・弾性体連成問題の解析について、流体と弾性体を同時刻について解いていく「同時計算法」とよべる新しいアルゴリズムと、直交格子法と境界適合格子を組み合わせた「部分境界適合直交格子法」を提案してきた。本研究では、上記「同時計算法」と「部分境界適合直交格子法」を流力弾性の連成問題に対応できるように組み合わせ、複雑形状、大変形問題の流体・弾性体の連成問題解析のあたらしい方法を確立することを目指した。さらに、いくつかの具体的問題に適用して、実用上の流体・弾性体の連成問題に充分対応できる事を実証することを目標とした。解析手法の研究としては1 連成問題解析の同時計算法の解析を有限体積法と部分段階法により解析するプログラムを完成させた。2 直交格子法を用いた解析で物体近傍の解析精度を高める目的で「部分境界適合直交格子」を開発した。3 直交格子におけるカットセル技術を研究した。それらに結果を踏まえ1 流体と弾性体の連成の問題は移動境界問題であるため、先ず流体の移動境界問題に使用される各種の解法を検討し、その精度、信頼性の比較を行った。具体的には重合格子法、部分境界適合直交格子法、移動境界適合格子法、等を用いて流体の移動境界問題である振動円柱周りの流れ場の解析を行い、それぞれの手法の比較検討を行なった。2 弾性支持された複数円柱群周りの流れの解析と流体励起振動の解析では、3円柱、4円柱、9円柱の解析や実験から、振動軌跡、振幅と流れ場の関係を示した。複雑境界物体の流体弾性体連成問題の解が安定に得られることを示した。3 新しい分野への応用として、弾性流体潤滑の解析に発展させる研究を行った。
すべて 2005 2004 2003 2001
すべて 雑誌論文 (25件)
日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 Vol. 2
ページ: 111-112
Mechanical Engineering Congress, 2005 Japan Vol.05-1
日本機械学会論文集(B) 70-694
ページ: 1387-1392
第18回数値流体力学シンポジウム
ページ: 222
Sixth World congress on Computational Mechanics in conjunction with second Asian-Pacific congress on computational mechanics Vol. 1
ページ: 159
トライポロジー会議東京2004-5
ページ: 274-275
Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Vol.70-694
Proceeding of the 18^<th> symposium on computational fluid dynamics 222
Sixth world congress on computational mechanics in conjunction with second Asian-Pacific congress on computational mechanics Vol.1
Proceedings, 2004 Meeting of Japan Society of Fluid Mechanics
ページ: 146-147
Tribology conference 2004
ページ: 40-41
Proceedings, 2003 Meeting of Japan Society of Fluid Mechanics
ページ: 516-517
第17回数値流体シンポジウム 講演要旨集
ページ: 251
第17回数値流体シンポジウム講演要旨集
ページ: 138
第17回数値流体力学シンポジウム 141
ページ: 141
ページ: 148
日本流体力学会年会2003 講演論文集
ページ: 168-169
Proceeding of the 17^<th> symposium on computational fluid dynamics 251
Proceeding of the 17^<th> symposium on computational fluid dynamics 138
Proceeding of the 17^<th> symposium on computational fluid dynamics 141
Proceeding of the 17^<th> symposium on computational fluid dynamics 148
日本機械学会論文集 67-660
ページ: 1904-1911
Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Vol.67-660
