大規模構造物の地震応答再現のためのネットワーク利用ハイブリッド型解析-実験システムの開発

本研究の主な目的は,大規模で複雑な構造物の地震応答を精度良くシミュレートするための,新しいハイブリッド解析・実験システムを開発することである。システムの主な特徴は,インターネットによる大規模実験装置と高精度解析システムの結合である。本年度は,以下のとおり,研究計画での目的を達成することができた。(1)ハイブリッド解析・実験アルゴリズムの開発:昨年度開発した「ツインモデル」と「ピアツーピア(P2P)モデル」の2つのモデル及び,「修正オペレータ分解法」,「準ニュートン法」の有効性を,種々の分散解析実験で確認した。(2)実用的インターネット通信環境の構築:昨年度開発したソケット通信を用いてデータ交換を行う手法について,複数の大学及びキャンパスにわたる分散計算環境を構築して,種々の数値実験で有効性を確認した。(3)物理実験への適用:上記の方法を,主構造と塔屋を持つ大規模建築構造物のハイブリッド解析・実験に適用した。主構造と塔屋は有限要素プログラムで解析し,それらの接続部分に対して物理実験を行うことにより,手法の有効性を示した。(4)上記の研究の拡張として,動的地震力の作用をうける建築骨組の塑性エネルギー吸収量を最大化するような剛性分布をタブー探索法などの発見的手法で求めるためのアルゴリズムを開発した。また,繰返し静的載荷時の吸収エネルギーを最大化するようなフランジ形状を,数理計画法及び擬似焼きなまし法で最適化し,ハイブリッド解析・実験システムとの統合による,大規模複雑構造脚の最適化の可能性について検討した。

本研究の主な目的は,大規模で複雑な構造物の地震応答を精度良くシミュレートするための,新しいハイブリッド解析・実験システムを開発することである。システムの主な特徴は,インターネットによる大規模実験装置と高精度解析システムの結合である。本年度は,以下のとおり,研究計画での目的を達成することができた。(1)ハイブリッド解析・実験アルゴリズムの開発:昨年度開発した「ツインモデル」と「ピアツーピア(P2P)モデル」の2つのモデル及び,「修正オペレータ分解法」,「準ニュートン法」の有効性を,種々の分散解析実験で確認した。(2)実用的インターネット通信環境の構築:昨年度開発したソケット通信を用いてデータ交換を行う手法について,複数の大学及びキャンパスにわたる分散計算環境を構築して,種々の数値実験で有効性を確認した。(3)物理実験への適用:上記の方法を,主構造と塔屋を持つ大規模建築構造物のハイブリッド解析・実験に適用した。主構造と塔屋は有限要素プログラムで解析し,それらの接続部分に対して物理実験を行うことにより,手法の有効性を示した。(4)上記の研究の拡張として,動的地震力の作用をうける建築骨組の塑性エネルギー吸収量を最大化するような剛性分布をタブー探索法などの発見的手法で求めるためのアルゴリズムを開発した。また,繰返し静的載荷時の吸収エネルギーを最大化するようなフランジ形状を,数理計画法及び擬似焼きなまし法で最適化し,ハイブリッド解析・実験システムとの統合による,大規模複雑構造脚の最適化の可能性について検討した。