Development of Eulerian scheme for large-scale interaction simulation of high Reynolds number flows and complex structures

开发用于高雷诺数流和复杂结构的大规模相互作用模拟的欧拉方案

基本信息

  • 批准号:
    20K19815
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 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

本研究では,オイラー型構造-流体連成解法を高Re数において複雑構造を有する構造-流体連成問題の解析が可能な手法へ拡張することを目的としている.オイラー型解法は,空間固定直交メッシュを用いる数値解法であり,構造の大変形解析や大規模並列計算に適している.従来のオイラー型解法による構造解析では,樹脂構造のように比較的高い弾性率を有する構造を計算対象とする場合,界面近傍の応力が空間的に振動する数値不安定現象が起こり得る.本研究では,この数値不安定を回避するため,リファレンス・マップ法(RMT)と呼ばれる固体変形計算法を用いた数値解法を構築した.さらに,従来のオイラー型解法による構造解析は陽解法が用いられてきたため,準静的な構造解析では応力波伝播速度に対するクーラン条件に起因する時間増分制約により,実用的な計算を行うことが困難であった.そこで本年度は,界面近傍の応力振動を回避できるリファレンス・マップ法を用いた半陰的時間積分法の定式化・実装し,その妥当性を検証した.定式化としては,左コーシー・グリーン変形テンソルの4階のヤコビアンテンソルを導入することで,運動方程式の応力項を線形化した.提案手法の妥当性を流体構造連成問題のベンチマーク問題で検証を行った結果,提案手法による時間増分制約の緩和効果について最大で約 48 %の計算実行時間を短縮化できることを確認した.また,界面近傍の応力の空間的振動についても,リファレンス・マップ法の導入により低減できることが確認された.これは,リファレンス・マップ法の導入により,流体領域の速度場を用いることなく,固体領域の速度場のみから固体変形テンソルを評価できることが理由である.
In this paper, we study how to solve the problem of tectonic-fluid connection with high Re number and complex structure. The numerical solution of spatial fixed orthogonal intersection is suitable for large-scale parallel calculation. In the case of structural analysis of resin structure, the numerical instability of force near interface and vibration in space is obtained. In this study, the numerical instability was avoided by using the RMT method. In addition, structural analysis and positive solution are difficult to solve in practice due to time constraints caused by quasi-static structural analysis and force wave propagation velocity. This year, the force vibration near the interface is avoided by using the semi-negative time integration method. The equation of motion is linearized. The validity of the proposed method and the fluid structure are connected to the problem. The result of the verification is that the proposed method increases the time limit and reduces the maximum calculation time by about 48%. The vibration of the space near the interface is detected, and the method of introduction is reduced. The velocity field in the fluid domain is applied to the solid domain, and the velocity field in the solid domain is applied to the solid domain.

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Building-cube法に基づくオイラー型構造-流体統一解法による粘性-超弾性解析
基于建筑立方体方法的欧拉结构-使用流体统一求解方法的粘性超弹性分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安田匠利;大橋ひろ乃;川節拓実;細田耕;竹内 秀輔,西口 浩司,嶋田 宗将,勝又 稜平,干場 大也,加藤 準治
  • 通讯作者:
    竹内 秀輔,西口 浩司,嶋田 宗将,勝又 稜平,干場 大也,加藤 準治
オイラー型構造解析と自動車CAE への展開
欧拉结构分析及其在汽车CAE中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kodai Tokieda;Takafumi Iwaguchi;Hiroshi Kawasaki;西口浩司,岡澤重信
  • 通讯作者:
    西口浩司,岡澤重信
Building-cube法に基づく有限体積法による粘性-超弾性解析
基于建筑立方体法的有限体积法粘性超弹分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    笠井 雄太;杉浦 健人;石川 佳治;西口 浩司,竹内 秀輔,嶋田 宗将,勝又 稜平,干場 大也,加藤 準治
  • 通讯作者:
    西口 浩司,竹内 秀輔,嶋田 宗将,勝又 稜平,干場 大也,加藤 準治
Eulerian coupling simulation method for dynamics of air and shock-absorbing structure
空气与减震结构动力学欧拉耦合模拟方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryohei Katsumata;Koji Nishiguchi;Tokimasa Shimada;Hoshiba Hiroya;Junji Kato
  • 通讯作者:
    Junji Kato
リファレンス・マップ法を用いた陰的オイラー型構造-流体連成解析
使用参考图方法进行隐式欧拉结构-流体相互作用分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉川 天斗,遠藤 結城;金森由博;西口浩司,嶋田宗将,岡澤重信,坪倉誠
  • 通讯作者:
    西口浩司,嶋田宗将,岡澤重信,坪倉誠
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    松井 聖圭;干場 大也;小倉 大季;西口 浩司;加藤 準治
  • 通讯作者:
    加藤 準治

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    $ 2.75万
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    2002
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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