マルチフィジックス逆問題の数理解析援用解析法の構築と高温流体誘起熱応力逆問題解析

多物理场反问题数学分析辅助分析方法构建及高温流体热应力反问题分析

• 批准号: 18656037
• 负责人: 久保 司郎
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656037/
• 关键词: 逆問題; 熱応力; マルチフィジックス; 最適化; 熱伝達係数; パイプ; 逆解析

実問題で生じている重要な逆問題では、種々の現象とそれらを支配する原理が複雑に絡みあい連成している、いわゆるマルチフィジックスを扱わなければならないことが少なくない。また、高精度・高感度の応答を得ようとすると複数の現象が複雑に絡みあった問題を取り扱う必要性がある。本研究の目的は、問題を非連成化し、数理解析を援用することにより、複雑な現象においても見通しの明確な、マルチフィジックス逆問題に対する数理解析援用逆問題解析手法の構築を行い、その指針を明らかにすることにある。この手法にかかわる具体例として、高温流体誘起熱応力にかかわる逆問題を取り上げた。また、温度計測情報やひずみ計測結果から熱伝達係数を推定する逆問題を取り扱った。得られた結果は以下の通りである。(1)高温流体がパイプに流入するときに誘起される過渡的熱応力を低減する問題に対し、熱伝導、熱伝達、弾性変形、流体流動を考慮しながら、問題の分解を行った。起動時および停止時に対し、過渡的最大引張応力および最大圧縮応力を最小にするような、流体温度の履歴を求めた。その結果、起動時の最大引張応力を停止時の最大圧縮応力の間、および起動時の最大圧縮応力と停止時の最大引張応力の間に対応関係があることがわかった。また、温度履歴を与える関数群を変えても、最大応力値はほとんど変わらなかった。熱伝達係数が著しい温度依存性を示す場合にも、手法が有効であることがわかった。(2)計測が困難な熱伝達係数を、パイプの外面と流体の温度履歴計測結果、あるいはパイプ外面のひずみ履歴および流体温度履歴をもとに推定する手法に関する検討を行い、手法の有功性を確認し、計測誤差が推定けっかに及ぼす影響を明らかにした。(3)マルチフィジックス逆問題に対する解析手法の指針を与えた。

The problem is important, the problem is inverse, the phenomenon is inverse, the principle is inverse, the problem is inverse, the phenomenon is inverse, the principle is inverse, the problem is inverse, the phenomenon is inverse, the principle is inverse, the phenomenon is inverse, the principle is inverse, the phenomenon is inverse, the principle is inverse, the phenomenon is inverse, the phenomenon is inverse, the principle is inverse, the phenomenon is inverse, the phenomenon is inverse, the principle is inverse, the phenomenon is inverse, High precision, high sensitivity, and complex phenomena. The purpose of this study is to use mathematical analysis to solve inverse problems. For example, high temperature fluid induces thermal stress, and the inverse problem is solved. In addition, the inverse problem of estimating the thermal transmission coefficient from temperature measurement information and internal measurement results is solved. The result is the following. (1)High temperature fluid inflow, induced transition, thermal stress reduction, thermal conductivity, thermal deformation, fluid flow considerations, problem decomposition During starting and stopping, the maximum tension and compression forces during transition must be minimized, and the fluid temperature must be maintained. The relationship between the maximum tension force at start-up and the maximum compression force at stop-up and the maximum compression force at start-up and the maximum tension force at stop-up is as follows:また、温度履歴を与える関数群を変えても、最大応力値はほとんど変わらなかった。The heat transfer coefficient is dependent on temperature. (2)Measurement Difficulties: Heat Transfer Coefficient, Temperature Performance Measurement Results, Temperature Performance Analysis Results, Temperature Performance Measurement Results, Temperature Performance Analysis Results, Temperature Analysis Results, Temperature Performance Analysis Results, Temperature Performance Analysis Results, Temperature Analysis Results, (3)The method of analysis

项目成果

シャットダウン時の薄肉円筒の過渡的熱応力を低減する流体温度履歴の逆問題的決定

反演流体温度历史记录以减少薄壁气缸在停机期间的瞬态热应力

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 No.06-1, Vol.1
• 作者: 桐畑豊;野村徹;大参宏昌;垣内弘章;安武潔;石坂卓也
• 通讯作者: 石坂卓也

パイプ内の過渡的熱応力を低減するための熱負荷履歴の与え方に対するマルチフィジックス逆解析

如何给出热载荷历史记录以减少管道中的瞬态热应力的多物理场逆分析

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本機械学会第20回計算力学講演会講演論文集 No.07-36
• 作者: Y.Akiyama;K.Iwabuchi;Y.Furukawa;K.Morishima;石坂卓也
• 通讯作者: 石坂卓也

パイプにおける過渡的熱応力を低減させる熱負荷の与え方の逆問題的選定法

施加热载荷降低管道瞬态热应力的逆选择法

• 发表时间: 2006
• 期刊: 計算工学講演会論文集 11-2
• 作者: Y. Kirihata;T. Nomura;H. Ohmi;H. Kakiuchi and K. Yasutake;石坂卓也
• 通讯作者: 石坂卓也

温度依存性を有する熱伝達係数の推定に対するマルチフィジックス逆解析手法の開発

开发用于估计与温度相关的传热系数的多物理场逆分析方法

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本機械学会関西学生会 卒業研究発表講演会講演前刷集 (印刷中)
• 作者: 安武潔;垣内弘章;大参宏昌;西山幸貴
• 通讯作者: 西山幸貴

有限要素法を用いた厚肉配管の過渡的熱応力を低減するためのマルチフィジックス逆解析手法

有限元法降低厚壁管道瞬态热应力的多物理场反分析方法

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本機械学会2007年度年次大会講演論文集 No.07-1、Vol.1.
• 作者: K.Yasutake;N.Tawara;H.Ohmi;Y.Terai;H.Kakiuchi;H.Watanabe;Y.Fujiwara;石坂卓也
• 通讯作者: 石坂卓也