2010 Fiscal Year Annual Research Report
レベルセット仮想粒子を用いた固定メッシュに基づくエアバッグ展開の大変形FSI解析
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21760064
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
橋本 学 独立行政法人理化学研究所, 機能情報シミュレーションチーム, 研究員 (00455362)
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| Keywords | Fluid-Structure Interaction / Coupled Problem / Large Deformation Problem / Airbag Deployment / Interface Treatment / Fixed Mesh / Level Set / Partitioned Solution Method |
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| Research Abstract |
folded airbag deploymentの大変形FSI解析に取り組むため,昨年度3次元解析コードの開発を行ったレベルセット関数を利用するLagrangian-Eulerian流体構造連成解析手法に接触モデルを導入し,小さい空間に折り畳まれたエアバッグの2次元FSI解析を行った.その結果,構造が自身と接触しながら,流体中を大変形することを確認した.得られた知見から,完全に折り畳まれた状態からエアバッグ展開を行うための問題点について検討した.
(1)構造の接触部の位置でレベルセット関数の零等値面が消失するという問題が生じる.Dirichlet境界条件を与える点を新しく設定することによって,構造の接触部の位置で圧力分布が不連続になり,流れが構造を通り抜けるような非物理的な現象が起こらないことを確認できた.
(2)初期時刻において構造の側面部が接触していると,圧力が構造の上部に到達したときに計算が破綻する.そのため,構造の側面部に流体節点が最低3点入るほどの隙間が必要であると考えられる.
(3)3次元解析では,構造メッシュにはシェル要素を用い,初期時刻においてシェル要素の境界をエアバッグの折れ目と一致させる必要がある.折れ目の形状が複雑になる場合には,4角形シェル要素より要素数が多くなるが,3角形シェル要素の使用が適していると考えられる.
上述の結果および検討を国際会議および国内講演会で報告した.
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