| 研究課題/領域番号 |
19360207
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
樫山 和男 中央大学, 理工学部, 教授 (10194721)
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| 研究分担者 |
寺田 賢二郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40282678)
岡澤 重信 広島大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10312620)
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| キーワード | 固体流体-連成解析 / 有限被覆法 / ペナルティ法 / Level-set関数 / マルチスケール法 / 均質化法 / ひび割れ / 並列計算法 |
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| 研究概要 |
本年度は、有限被覆法に基づく固体-流体連成解析手法の構築を行うとともに、固体解析へのマルチスケール手法の導入を行った。また、大規模計算への対応として並列計算手法の導入に関する研究を行った。
本年度得られた主な実績は、以下の通りである。
1. 有限被覆法に基づく固体-流体連成解析手法の構築
昨年度構築した有限被覆法に基づく流体解析手法について、任意形状への適用性に関する検討を行い妥当性の検証を行った。その上で、弱連成に基づく固体と流体の連成解析手法の構築とプログラム開発を行った。なお、固体一流体の界面での境界条件処理にはペナルティ法を用いた。また、流体と固体の界面の形状を正確に表現するため、その表現にLevel-set関数を用いた。本手法を自由表面を有する流れと構造の連成問題に適用した結果、ラグランジュ記述では、適用が困難となる砕波や大変形等を伴う問題への適用が可能であることが確認された。
2. 有限被覆法による固体解析におけるマルチスケール手法の導入
固体についてコンクリート材料を仮定し、材料の微視的構造を考慮した解析が可能となるように、均質化法に基づくマルチスケール解析手法の構築とプログラム開発を行った。また、Cohesive Crackモデルを用いて微視的なひび割れの発生・進展の考慮が可能となるアルゴリズムを開発し組み込んだ。本手法を、ベンチマーク問題に適用した結果、妥当性と有効性が確認された。
3. 大規模問題への対応としての並列計算手法の導入
並列化プログラムの作成にはMPIを用い、領域分割手法に基づく並列計算手法の導入を行った。この結果、大規模問題に対して高速に計算を行うことが可能となった。
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