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

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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。