船体構造詳細部の3次元有限要素解析のための六面体自動メッシュ生成手法の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655368
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 川村 恭己 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (50262407)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 角 洋一 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80107367)
• Keywords: メッシュ生成 / 六面体 / 有限要素法(FEM) / 構造解析 / プリプロセッシング / ウィスカーウィービング

Research Abstract

有限要素法を用いた解析では、解析を行う前に解析対象のメッシュを生成する必要がある。3次元六面体要素は、多くの解析者に好まれているのにも関わらず、現状のところ確立された自動メッシュ生成手法は存在していない。ウィスカーウィービングアルゴリズムはアドバンシングフロント法の一種で、対象領域の表面四角形メッシュ分割データをもとに内部に向かって六面体を配置していく手法である。この手法は、解析を行うときに表面四角形の配置が自由になるということであり、例えば、注目箇所に形状の整った表面四角形配置を行いたい時等に特に有効であると考えられる。そこで、本研究では、このアルゴリズムに基づいた六面体の自動メッシュ生成手法の検討を行った。今年度は、アルゴリズムに基づいた試作プログラムを作成を試みた。メッシュ生成に成功したモデルを検討することにより、本アルゴリズムでは、ナイフ・ダブレット・トリプレット・クワドラプレットというような、有限要素法に不適な要素の生成が避けられないことがわかった。よって本研究では、これらの不適な要素を除去するための要素形状改善手法の検討を行った。具体的には、ナイフを開くドライビングやナイフを閉じるコラプシング等の手法を検討し、これらの手法が六面体要素生成にある程度有効であることがわかった。今後、これらの手法をさらに発展させるとともに、要素改善手法を自動的に適用し表面四角形をできるだけ崩さないような満足する解の得られるようなメッシュジェネレータの開発が望まれる。

Research Products

• [Publications] 川村恭己, 大倉革, 角洋一: "ウィスカー・ウィービング・アルゴリズムに基づく六面体自動メッシュ生成法と要素形状の改善手法について"計算工学講演会論文集. Vol.7, No.1. 419-422 (2002)