| 研究課題/領域番号 |
18F18702
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
吉村 忍 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90201053)
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| 研究分担者 |
ZHENG ZUMEI 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2018-11-09 – 2021-03-31
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| キーワード | 数値解析 / MPS/FEMカップリング手法 / 境界モデル / ハイドロプレーニング現象 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、自動車の安全性向上に資するハイドロプレーニング現象の数値解析手法を構築することが目的とし、有限要素法によるタイヤの変形および路面との接触・摩擦を含む超弾性解析と、粒子法 (MPS法) による自由表面流れ解析を用いた流体構造連成解析手法の開発を行っている。
平成30年は、まず、二次元のMPS法ソルバーを実装し、既存のベンチマーク解析結果と比較を行うことで、ソルバーの妥当性を確認した。
次に、タイヤ表面の形状における複雑壁境界といった問題に対して、二次元MPS法における高精度壁境界モデルの開発を行ってきた。ベンチマーク数値実験を行い、開発したモデルの検証を行った。新たなモデルは、既存の壁境界モデル (粒子壁境界モデルやポリゴン壁境界モデル) より、高精度かつ圧力振動等の不安定性を緩和することが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成30年は、まず、二次元のMPS法ソルバーを実装し、既存のベンチマーク解析結果と比較を行うことで、ソルバーの妥当性を確認した。
次に、タイヤ表面の形状における複雑壁境界といった問題に対して、二次元MPS法における高精度壁境界モデルの開発を行ってきた。ベンチマーク数値実験を行い、開発したモデルの検証を行った。新たなモデルは、既存の壁境界モデル (粒子壁境界モデルやポリゴン壁境界モデル) より、高精度かつ圧力振動等の不安定性を緩和することが示された。
以上、全体として、研究は順調に進捗しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成31年度は、三次元MPS法における高精度壁境界モデルの開発を行い、MPS法と有限要素法を用いた流体構造連成解析手法の実現を目指す。開発した手法のGPU並列アルゴリズムを提案し、他の関連研究における流体構造連成解析結果と比較を行うことで、実装したソルバーの精度検証を行う。また、ターゲットとしているハイドロプレーニング現象に特有の数値解析面での課題に対し、モデルや手法を開発することにより解決を図る。具体的には、タイヤ表面が複雑形状であることや、自動車の移動範囲によって解析領域を非常に大きく設定しなければならないといった問題に対して、MPS法の高精度壁境界モデルの適用・改良や、粒子解像度を空間的に変更する手法の適用等を予定している。上記の開発および検討を通じて、ハイドロプレーニング現象の解析システムの原型を構築し、GPU並列環境における並列化効率の向上を図る。
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