大変形を伴う流体-構造連成問題の高精度数値計算法の構築と生物飛翔計算への応用

大变形流固耦合问题高精度数值计算方法构建及其在生物飞行计算中的应用

• 批准号: 02J10724
• 负责人: 村山 光宏
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J10724/
• 关键词: 数値流体力学; 非構造格子法; 移動格子法; 航空機; 次世代超音速輸送機; 流体-構造連性問題

流体計算において物体の変形問題を考える上では、物体の変形に伴い格子を移動・変形させる移動格子法が必要であり、既にいくつかの動的移動格子法が提案されている。しかし、変位が大きい際には格子の重なりや歪みが容易に生じ汎用性が低い。そこで計算格子の各要素における面の角度等の要素形状を考慮することにより、格子移動の際の要素の重なりや歪みを防ぎ、大変形問題に適用できるロバストな非構造動的移動格子法を提案した。また、物体接合部が変化した際に元の表面形状を保ったまま、表面形状を計算空間内で表す表面格子を適切に移動させ、その物体接合部の変化を可能とする表面格子移動格子法の提案を行った。その手法の有効性・精度検証を行うために航空宇宙技術研究所の行っている次世代超音速輸送機プロジェクトにおける実験機の操舵時の舵角変化に対する空力応答解析を行い、計算結果と実験結果を比較し、検証を行った。大変形を伴う流体-構造連成問題の解析を行う上では、物体の移動・変形を計算空間内で取り扱うための非構造移動格子法の信頼性・汎用性向上が必要不可欠である。今回提案した手法はそのような解析に非常に有効なものである。以上の結果は6月にアメリカ、ホノルルにて行われたISGG国際会議にて発表し、続いて6月末にアメリカ、セントルイスにて行われたAIAA会議にて発表し、そして7月には東京で行われた航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウムにて発表を行った。また、これらの成果をまとめた論文を学術雑誌Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Science(JSASS)及びJournal of Aircraftに投稿し、JSASSに関しては既に掲載が決定している。

The fluid calculation system is used to solve the problem of the shape of an object, and the shape of the object is accompanied by the movement of the shape of the object. It is necessary to use the moving grid method to solve the problem. It is easy to cause low sex because of the large position and the high weight of the international grid. In order to calculate the shape of each element of the grid, such as the angle of the surface, the shape of the element, the key element of the lattice, the anti-distortion of the lattice, and the proposal of the moving lattice method for large-scale problems are studied. The surface shape of the object joint is changed, the surface shape is calculated, the surface lattice is cut and moved in the space, and the surface lattice moving lattice method is proposed. The maneuver has different accuracy. The Institute of Aerospace Technology is operating the next-generation supersonic transport machine. The rudder angle is changed during the steering of the aircraft. The air force is analyzed, calculated and calculated. In the analysis of the problem of fluid-generation problems with large shapes, it is necessary to calculate the movement of objects in the space. This time, there is a great deal of analysis in this proposal. As a result of the above results, the ISGG International Conference in June, the ISGG International Conference in June, the AIAA Conference in the end of June, the Aerospace numbers in Beijing in July, the Aerospace numbers in Beijing in July, the International International Conference in June, the International Conference in June and the International Conference in June. The academic journal Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Science (JSASS) and the Journal of Aircraft journal contribution, and the JSASS contribution decision have been made.

项目成果

Murayama, M., Nakahasji, K., Matsushima, K.: "A Robust Method for Unstructured Volume/Surface Mesh Movement"Transactions of the Japan Society for Aeronautial and Space Sciences. (掲載決定 T-815). (2003)

Murayama, M.、Nakahasji, K.、Matsushima, K.：“非结构化体积/表面网格运动的鲁棒方法”，日本航空航天学会会刊（出版决定 T-815）。