2013 Fiscal Year Annual Research Report
レベルセットに基づく大変形ＦＳＩ解析手法による自己接触を伴うエアバッグ展開の予測
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24760059
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
橋本 学 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教 (00455362)
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| Keywords | シミュレーション工学 / 流体工学 / 流体 / 構造工学・地震工学 / 計算物理 |
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| Research Abstract |
本研究では、レベルセットに基づく大変形FSI解析手法に自己接触を導入する方法を提案し、folded airbag deploymentを解析するための大変形FSI解析用プログラムを開発した。
構造の表面同士の接触判定条件および接触に伴う反力をLagrange未定乗数として構造ソルバーへ導入することによって、接触のモデリングを構造の変数を解くソルバーに容易に導入できる。しかし、構造の自己接触が生じると、レベルセットの関数値零の等値面が消失し、接触した構造の面上で非物理的な流入・流出が生じる。そこで、界面での運動学的条件を満足する境界条件の与え方 (Moving Least Squares近似による外挿法) に物理量の不連続性を考慮する。
平成24年度は、流体コードにはノード間でMPI、ノード内でOpenMPを使ったハイブリッドな並列化について検討した、構造の自由度は流体の自由度と比べて数桁小さいことを考慮して、構造コードにはノード間の並列は行わず、ノード内でOpenMPを使って並列化した。このとき、外挿式の計算および構造に作用する圧力の計算にもノード間でMPIを使う並列化を行う必要があった。これらは、流体変数の情報からMLS近似や線形内挿を行う部分である。計算には東京大学奥田研究室のクラスタTC (Intel(R) Xeon (R) X5550 2.66GHz、8コア/ノード)を利用した。
平成25年度は、流体計算の規模を大きくし、MPI/OpenMPによって構造コードとレベルセット生成のハイブリッドな並列化について検討した。そして、大規模並列計算環境でのfolded airbag deployment解析および参照データ (鉛直方向のエアバッグの変位量、エアバッグの膨らむ様子) との比較を進めた。エアバッグの折り畳み方をパラメトリックに変化させ、エアバッグの変形過程を検討した。
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