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並列ペリダイナミクスによる大規模接触破壊シミュレーションの実現

利用并行近场动力学实现大规模接触断裂模拟

基本信息

批准号：
20K11857
负责人：
椎原良典
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Toyota Technological Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

衝突にさらされる機械構造物の強度設計には，接触がもたらす破壊現象への理解が不可欠である．ペリダイナミクス（Peridynamics, PD）は破壊現象を精度よく模擬できる粒子法の一種であるが，接触破壊問題への応用は多くない．本研究では，接触問題における精度と莫大な計算量という2つの問題に着目し，定式の改良と超並列計算化を通じて接触破壊問題におけるPDの欠点を克服することを目的とする．これにより，極めて動的な大規模接触破壊シミュレーションを高精度に解くことが可能となる．本研究では特に，任意の材料を扱うことができるNon-Ordinary State-based PD（NOSB-PD）を対象として研究を進めている．昨年度は，積層板の破壊に焦点を当て，その基礎的破壊試験と接触破壊シミュレーションを実現した．一方で積層板の解析には，構造体をモデル化に大量の粒子が必要であることから，並列計算の重要性がさらに強く認識された．このことから，今年度は，計算プログラムの大規模並列の実現を目指して，プログラムの並列チューニングについて研究を実施した．Orthogonal Recursive Bisection法による領域分割並列計算により，現在のところ170万粒子64プロセスをベースとしたウィークスケーリング性能を確認できている．

The strength design of mechanical structures in conflict with each other and the understanding of contact phenomena are indispensable. Peridynamics (PD) is a particle method with high accuracy and contact damage. In this paper, the contact problem is solved by improving the formula and super-parallel computation. A high precision solution is possible for a large scale contact solution. In this study, the study of Non-Ordinary State-based PD (NOSB-PD) was carried out. Last year, the focus of laminate technology was on the realization of basic laminate technology and contact technology. The importance of parallel computation is recognized in the analysis of laminates, the structure and the aggregation of a large number of particles. This year, the implementation of large-scale parallel computation of computational class is indicated. The study of parallel computation of class is carried out. The Orthogonal Recursive Bisection method is used to calculate the parallel computation of domain partition. Now, the performance of 1.7 million particles 64 is confirmed.