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2015 年度 実績報告書

不連続性と極端な変形を許容する連続体力学シミュレーションのための実時間数値積分

研究課題

研究課題/領域番号 25540044
研究機関九州大学

研究代表者

菊植 亮  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90362326)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードコンピュータグラフィックス / 非線形連立微分方程式 / 柔軟体 / 有限要素法 / 数値積分
研究実績の概要

【1】弾性体モデルの実時間シミュレーションにおいて,モデルが平坦になるまで押しつぶされた状況でも安定して計算を継続できる数値積分法を開発した.特に平成27年度は詳細な追加実験を行った上で,論文を完成させた.この論文は論文誌に採録済みである.
【2】平成26年度に,片側接触力とクーロン摩擦力を受ける力学システムを,ラグランジュ未定乗数を含んだ簡潔な運動方程式として定式化する手法を考案した.平成27年度は詳細な文献調査を行った上で理論体系を確立し,論文を完成させた.この論文も論文誌に採録済みである.
【3】弾性体が他の物体と面で接触し,高速な転がりと滑りが発生する状況のシミュレーションは,節点毎に接触力を計算する方法では実現しにくい.この状況の例として,自動車のタイヤに焦点を絞り,以前提案した柔軟体モデルの改良を行った.いくつかの非線形項を付加することによって,提案モデルの算出結果を実験式の算出結果に近づけることができることが示された.この結果は学術講演会で発表済みである.
【4】研究代表者はかねてより,ひもなどの柔軟長尺物体のシミュレーション手法を考案してきたが,この手法を拡張し,薄膜状物体や薄肉物体,中実物体など,幅広い幾何形状の弾性体に対応できるモデル化手法を考案した.このモデルでは,節点は質点ではなく,慣性モーメントを持つ剛体である.これらの剛体を,曲げ,ねじり,引っ張りの弾性力を発生するバネで結合することによって,格子状メッシュでも弾性体を表現できるようになった.この成果については2016年6月の学術講演会で発表予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] INRIA(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      INRIA
  • [雑誌論文] A Time-Integration Method for Stable Simulation of Extremely Deformable Hyperelastic Objects2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kikuuwe
    • 雑誌名

      The Visual Computer

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1007/s00371-016-1225-0

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A New Representation of Systems with Frictional Unilateral Constraints and Its Baumgarte-Like Relaxation2015

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kikuuwe and Bernard Brogliato
    • 雑誌名

      Multibody System Dynamics

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1007/s11044-015-9491-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Backward Euler Simulation of One-Dimensional Burridge-Knopoff Model of Earthquakes with Set-Valued Friction Laws2015

    • 著者名/発表者名
      Xiaogang Xiong, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Advances in Computational Mathematics

      巻: 41 ページ: 1039-1057

    • DOI

      10.1007/s10444-014-9398-4

    • 査読あり
  • [学会発表] 実時間シミュレーションのための曲げねじりに対応するばね剛体モデル2016

    • 著者名/発表者名
      野澤勇貴,菊植亮
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 柔軟タイヤの転がり面接触摩擦モデルとMagic Formulaの比較2015

    • 著者名/発表者名
      東誠人,菊植亮
    • 学会等名
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2015)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-16
  • [学会発表] 柔軟体の変形シミュレーションにおける摩擦接触モデルの改善2015

    • 著者名/発表者名
      杉本正将,菊植亮
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [備考] 研究代表者のホームページ

    • URL

      http://rk.mech.kyushu-u.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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