日本計算工学会論文集
Online ISSN : 1347-8826
ISSN-L : 1344-9443
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  • 風間 悦夫, 菊地 厖
    原稿種別: 研究論文
    2020 年 2020 巻 p. 20200001
    発行日: 2020/01/24
    公開日: 2020/01/24
    ジャーナル フリー

    本論文は無節点であるがLagrange乗数,ペナルティ関数およびspringを用いない固体力学問題の新しい離散化解析法が提案されている.本解析法では解析対象の固体を切り離して複数のアイソレートされた要素に分割される.アイソレートされた要素が変形しかつ静力学的に自由物体として空間内を移動できるようにするために,それぞれの要素に局所座標系を設けて変形と剛体運動が許容される変位関数を用いて力学的状態が記述される.要素の状態を表す変分方程式は拡張された最小ポテンシャルエネルギーの原理の最小化から導出される.導出された弱形式および強形式の変分方程式により,要素どうしの変位の連続条件および力学的境界条件はEuler-Lagrangeの方程式として満たされることが示されている.最後に本解析法による2つの数値解析例が示されている.

  • 車谷 麻緒, 相馬 悠人
    原稿種別: 研究論文
    2020 年 2020 巻 p. 20200002
    発行日: 2020/01/24
    公開日: 2020/01/24
    ジャーナル フリー

    本論文では,摩擦接触を伴う破壊挙動を再現するための損傷モデルを示し,3次元の有限要素解析において提案モデルの解析精度および妥当性を検証する.提案モデルの特徴は,準脆性材料の破壊力学に基づいて破壊挙動を精度よく再現可能な損傷モデルに,クーロンの摩擦モデルに基づいて破壊面での摩擦接触のモデル化を導入したことである.第2節では,摩擦接触を伴う破壊挙動のモデル化に対して,3次元問題に対応した損傷モデルの新しい定式化を示す.第3節では提案モデルの検証例題を示す.まず構成モデルから出力される物質点の応答において,破壊面での摩擦接触が適切にモデル化されていることを示す.次に,単純な二相材料の圧縮問題において,要素タイプおよびメッシュサイズによる影響を検証した後,既存の実験結果との比較を行い,提案モデルの妥当性を検証する.第4節では,本論文で得られた成果をまとめ,今後の課題について述べる.

  • 外里 健太, 小谷 拓磨, 波多野 僚, 高瀬 慎介, 森口 周二, 寺田 賢二郎, 大竹 雄
    原稿種別: 研究論文
    2020 年 2020 巻 p. 20200003
    発行日: 2020/02/28
    公開日: 2020/02/28
    ジャーナル フリー

    本研究では,モード分解の技術を適用した数値シミュレーションベースの津波リスク評価の新たな枠組みについて提案する.提案手法では,まず,不確実性を考慮したいくつかのシナリオで数値シミュレーションを行う.これらの数値シミュレーションから得られる結果に対し固有直交分解(POD)を適用することで,空間モードを抽出し,これらの空間モードの線形結合としてリスク指標の空間分布を示す代理モデルを構築する.この代理モデルを用いてモンテカルロシミュレーションを行うことで確率論に基づく津波のリスク評価を行う.本研究では,簡単な条件設定の下で数値シミュレーションを行い,建物に作用する津波の衝撃力のリスク評価に対して提案手法を適用した.その結果,提案した枠組みが効率的な津波のリスク評価を可能にし,災害のリスク評価について有用であることが示された.

  • 澤田 有弘, 近藤 雅裕, 松本 純一
    2020 年 2020 巻 p. 20200004
    発行日: 2020/04/02
    公開日: 2020/04/02
    ジャーナル フリー

    本研究では,流体と固体の境界にXFEM(拡張有限要素法)を適用する境界捕捉型のFSI(流体・構造連成)計算手法を動的なFSI問題へ適用する際に出現する拡充関数の時間変動を考慮した流体の慣性項の計算手法を示した.そして,当該手法のFSI計算に対する適用性や安定性に関する評価を,柔軟体の流体励起振動の計算において実施し,その有効性を示した.評価は,当該手法と等しい連成境界を与えるALE法による境界追跡型のFSI計算手法が与える計算結果と比較することにより行った. 本研究は広義には,i)XFEMの動的問題への適用と,ii)Lagrange記述される構造計算ではなく,Euler記述される流体計算に対する適用と,iii)Eulerメッシュ中を不連続面が移動する問題への適用の三つを同時に考察したものであり,完全な解を示すには至っていないが,本研究の成果はXFEMやそれに準ずる計算手法の応用や新たな適用に関し,有益な知見を与えるものと考えられる.

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