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高精度・高速な高電圧感電時の人体内部の電流密度-熱伝導-構造連成解析

高压电击时人体内电流密度-热传导-结构相互作用的高精度、高速分析

基本信息

批准号：
22K21281
负责人：
野村政宗
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Akita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度（10月～3月）のにおいて、まず作成したスムージング機能を付加した人体モデルにおける静電界解析の国内・国際会議（電子情報通信学会研究会、CEFC、LSCEM）での発表を行った。また、これらの学会では、今後の方針として、「電気-熱-構造」の連成解析を行うことも発表し、本研究課題に関して興味を持ってもらい、有意義な議論を交わすことができた。本議論の結果と研究協力者との議論から、当初開発コードにUG4を使うことを計画していたが、連成解析コード作成の容易さからADVENTUREに変更することを決定した。まず、「電気-熱」連成解析コードを作成するため、解析用PCと可視化用PCの導入を行い、基礎的研究環境の構築を行った。解析用PCにADVENTURE-Thermalのインストールを行い、動作確認を行った。また、これと同時に、より詳細な人体における「電気-熱」の物理現象を研究協力者と議論した。その結果、「電気-熱」連成解析は、①人体の手首などに電位を付加し解析②得られた人体内電位分布から電流分布を計算、ジュール熱に変換し③ジュール熱を内部発熱として非定常熱伝導解析を行う全体的な連成解析フローチャートを作成し、ADVENTURE-Thermalに導入を行った。まずは、解析モデルが立方体の簡易なものに対して、一材料のみでの「電気-熱」連成解析コードを作成した。また、本研究において、現状の計算機環境では、メモリや計算時間などの点で、人体解析は不可能なので、ノード10台ほどで240並列の並列計算機（クラスタ）の導入を計画しており、研究協力者と議論しながら、効率的な並列計算を実現するためのクラスタのノードの選定を行った。来年度以降、設計したクラスタの導入を行い、大規模並列人体計算を実現する。

In 2004 (October to March), the organization and function of electrostatic field analysis in human body were enhanced. The research topic is related to the interest of the society, the discussion of the future policy, the analysis of the "electricity-heat-structure" connection, and the discussion of the significance of the topic. The results of this discussion are discussed in detail below. "Electricity-heat" connection analysis, PC for analysis, PC for visualization, construction of basic research environment. Analyze ADVENTURE-Thermal's information and action confirmation for PC The physical phenomenon of "electric-heat" in the human body is discussed by collaborators. The results of the analysis,"electricity-heat" connection analysis,(1) human body head potential increase analysis,(2) human body internal potential distribution calculation,(3) human body internal heat generation,(4) unsteady heat conduction analysis,(5) all connection analysis, ADVENTURE-Thermal introduction. To solve the problem, a simple solution for a cube is to create an analytical solution for the electric-thermal connection of a material. In this study, the current computer environment is divided into two parts: the calculation time, the human body analysis is impossible, and the introduction plan of 240 parallel computers is discussed by the research collaborators. In the coming year, the introduction of computer technology and large-scale parallel human computing will be implemented.