流れと構造を同時に解析できる粒子法の研究

同时分析流动和结构的粒子方法研究

• 批准号: 11750131
• 负责人: 越塚 誠一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750131/
• 关键词: 粒子法; MPS; 構造; 連成; 大変形; 破壊; 塑性; 粘塑性; 弾性体; 仮想仕事の原理; シンプレクティックスキーム

ここで研究対象としている粒子法(MPS法)は、本研究者により考案された連続体の数値解析法である。従来の有限差分法や有限要素法と異なり、計算格子を必要としないので、流体や構造物の界面を精度良く捉えることができる。粒子法はこれまで流れのシミュレーションに用いられてきたが、本研究では新たに構造のシミュレーションのための粒子法を開発する。さらに、これまでの方法と合わせることで、流れと構造を同時に解析できる粒子法が完成する。昨年度は、弾性体の粒子計算モデルを開発した。今年度は、塑性および粘塑性の粒子計算モデルを開発した。昨年度に開発した弾性体のモデルでは、MPS法の粒子間相互作用モデルを支配方程式の代入し、粒子間が垂直バネと剪断バネで結合された表現に離散化した。弾性限界である降伏のモデルとしては、ミーゼスの降伏条件を垂直バネと剪断バネのそれぞれに課すこととした。塑性では大変形するにもかかわらず体積変化を小さく押さえなければならない。これはポアッソン比を0.5にすることで表されるが、0.5に近づくほど数値的不安定性が生じるという問題があった。粘塑性では、時間的な変形は粒子を直接移動させることでモデル化した。従って、大変形に対しても容易に解析が可能である。クリープ亀裂の進展とこれによる構造物の破断の2次元解析をおこない、格子を用いずに亀裂の自発的な進展を解析することができた。亀裂口の変位の解析結果は従来の実験と良く一致した。本研究で新たに開発した構造物の粒子法は、弾性、塑性、粘塑性を動的にも静的にも解析できる世界でも初めての計算手法であり、格子が必要ないという特徴があり、構造物の大変形や破壊にも適用できるという利点がある。

The particle method (MPS method) was used to analyze the correlation between the particle size and the particle size. The finite difference method and finite element method are different, the calculation grid is necessary, and the interface of fluid and structure is accurately captured. The particle method was developed for the first time in this study The particle method is completed by combining the two methods. Yesterday, a particle calculation device for solid particles was launched. This year, plastic and viscoplastic particle calculations are developed. In the past year, the interaction between particles in MPS method has been discretized. The nature of the fall is not limited to the fall of the fall. The plastic material changes from large to small. The stability of the system is very low. Viscoplasticity, time, shape, particle, direct movement, etc. It's easy to analyze the big picture. 2-D analysis of the fracture of the structure and the progress of the fracture of the lattice The analysis results of the crack position are consistent with those of the original crack position. This study is a new development of particle method of structure, dynamic, elastic, plastic, viscoplastic, dynamic, static, dynamic, dynamic.

项目成果

近澤佳隆,越塚誠一,岡芳明: "塑性解析のための粒子法の開発"第13回計算力学講演会講演論文集. 47-48 (2000)

Yoshitaka Chikazawa、Seiichi Koshizuka、Yoshiaki Oka：“塑性分析粒子法的发展”第 13 届计算力学会议论文集 47-48 (2000)。

近澤佳隆,越塚誠一,岡芳明: "粒子法を用いた3次元弾性円筒水槽におけるスロッシングの数値解析"日本流体力学会年会講演論文集. 189-190 (2000)

Yoshitaka Chikazawa、Seiichi Koshizuka、Yoshiaki Oka：“使用粒子法对三维弹性圆柱形水箱晃动进行数值分析”日本流体力学学会年会记录 189-190 (2000)。

近澤佳隆,越塚誠一,岡芳明: "粒子法による構造物の解析手法の開発とその沿岸構造物への適用"海岸工学論文集. 47. 41-45 (2000)

Yoshitaka Chikazawa、Seiichi Koshizuka、Yoshiaki Oka：“粒子法结构分析方法的发展及其在海岸结构中的应用”海岸工程杂志 47. 41-45 (2000)。

近澤佳隆,越塚誠一,岡芳明: "非均質粒子モデルによる弾性体構造物計算における精度の向上"計算工学講演会論文集. 5. 257-258 (2000)

Yoshitaka Chikazawa、Seiichi Koshizuka、Yoshiaki Oka：“使用非均匀粒子模型提高弹性结构计算的准确性”计算工程会议记录 5. 257-258 (2000)。

Y.Chikazawa,S.koshizuka and Y.Oka: "Development of a Particle Calculation Model for Fluid-Structure Interaction"Proc.8th Int.Conf.on Nucl.Eng.(ICONE-8). (2000)

Y.Chikazawa、S.koshizuka 和 Y.Oka：“流固耦合粒子计算模型的开发”Proc.8th Int.Conf.on Nucl.Eng.(ICONE-8)。