| 研究課題/領域番号 |
26420823
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
千賀 英敬 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60432522)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | Vortex-Induced Vibration / ３次元離散渦法 / 長大弾性管 |
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| 研究実績の概要 |
平成26年度は、研究実施計画に記載したとおり、GPUを用いて高速化した３次元離散渦の開発に重点を置いた。
既に開発済みの２次元離散渦法を３次元へと拡張し、後の解析対象である長大弾性管に対して適用させるため、まずGPU計算機を購入し、GPU開発環境CUDAを用いた開発環境の構築を行った。その開発環境下において、２次元離散渦法を基に、３次元の剛体円柱周りの流場・流体力を計算する３次元離散渦法を開発した。剛体円柱に働く流体力に関する、他の研究者による実験・計算結果と比較し、精度検証を行った。
３次元流体力のための大規模計算や、渦法の特徴の一つである、解析対象となる流場内の離散渦数の増加に伴う計算時間の増加を解消するための高速化に関して、ツリー法を用いた計算法自体の高速化について検討した。
また、３次元ベクトル方程式を用いた長大弾性管の３次元挙動推定法を、CUDA環境下で計算が可能となるように、計算コードの変更を行った。この推定法では、流体力をモリソン式で算出していた。その部分を上述の３次元離散渦法に置き換えるコードを開発中である。
本研究の解析対象は弾性管であるため、数値計算の各タイムステップにおいて流体力により管が変形する。従って、離散渦法側で管の変形を考慮して、解析対象物体表面を表す格子を再形成する必要がある。その改良を行う前に、３次元離散渦法の更なる精度検証として、３次元の剛体円柱に働く流体力を３次元離散渦法で計算し、剛体円柱の運動をばね・ダンパー系で表した、剛体円柱の挙動推定法を開発している。平成27年度に実施する剛体円柱の模型実験により、その推定精度を検証し、改良する。
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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
GPU開発環境CUDAを用いた開発環境の構築が終わり、その開発環境下において、３次元の剛体円柱周りの流場・流体力を計算する３次元離散渦法を開発出来たため。
３次元ベクトル方程式を用いた長大弾性管の３次元挙動推定法を、CUDA環境下で計算が可能となるようにコードの書き換えを行ったため、おおむね順調に研究を進めらている。
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| 今後の研究の推進方策 |
３次元離散渦法により流体力を求め、剛体円柱の運動はばね・ダンパー系でモデル化した挙動計算法をまず確立する。その精度検証のため、小型回流水槽内で、両端をばね支持した剛体円柱模型の運動、模型に働く力、及び、流場の計測実験を行う。模型が小さいため、それに適した計測容量の小さい分力計を申請書通り、平成27年度に購入する。
３次元離散渦法の流場推定精度の検証後、ベクトル方程式を用いた長大弾性管の挙動推定法と連成させ、長大弾性管の３次元挙動推定法の確立を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究代表者は、平成26年1月中旬～平成27年2月末まで、日本学術振興会支援の”頭脳循環を加速する若手研究者戦略的海外派遣プログラム”により、ノルウェー科学技術大学に滞在していた。計画当初はGPU計算機のセッティングと開発環境構築のために一時帰国を予定していたが、計算機のセッティングは同研究室の教員に対応して頂き、開発環境の構築はネットワークを通じで滞在先から自身で行うことが出来たため、申請した旅費を使用することが無かったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究調査や成果発表の学会参加旅費として使用する。
今年度実施する小型回流水槽での実験のために必要な、円柱模型、可視化用粒子、治具などの購入・製作費として使用する。
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