データ同化によるコンクリート材料試験の応力ひずみ推定値を用いた耐震解析の高度化

点击翻译按钮获取中文摘要

逐次データ同化手法のプログラム開発に関して，プログラムの保守性や拡張性を高めるためにプログラムのリファクタリングを行った．具体的には，材料クラスおよび解析プロセスクラスを生成するファクトリメソッドとそれらのクラスのインターフェースを導入してモジュール性の高いフレームワークとして再設計した．これにより，既存のFEMコードの多くの機能をそのまま利用し，データ同化用の解析プロセスクラスと材料クラスを実装するだけで，データ同化用のプログラムを構築できるようにした．データ同化の計算の際に接線剛性行列の性質が悪くなる問題について，増分が小さい成分のひずみに掛かる回帰係数を更新すると誤差の影響が大きく非現実的な値となるため，増分が大きくなる成分の回帰係数のみ更新する手法を検討した．FEMの解析結果を仮想的な実験のデータと見なしてデータ同化の手法をテストする双子実験に関して，FEMの解析に用いる材料構成則を2021年度に開発している．この材料構成則を用いて10層RC建物実験の再現解析を実施して中規模の地震応答については良好に実験結果を再現できていることを確認した．2021年度実施した画像計測テストでは，適切なひずみ分布が得られなかったため，その原因を究明し，使用するカメラの仕様を変更する必要があることがわかった．PINNによる材料構成則開発に関して，学習した弾塑性材料構成則を用いて応力を更新するリターンマッピングアルゴリズムの定式化を行ってその処理のプログラムを実装して，適切に応力を更新できることを確認した．