Development of Fast Multiscale Dynamic Simulation Method and Its Application and Verification in Power MEMS Design

快速多尺度动态仿真方法的发展及其在功率MEMS设计中的应用与验证

• 批准号: 20360059
• 负责人: TAKANO Naoki
• 金额: $ 12.48万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20360059/
• 关键词: 動的解析; モデル縮約法; マルチスケール解析; MEMS; 不確かさ; エッチングシミュレーション; モンテカルロシミュレーション; 確率均質化法; 重合メッシュ法; 高速化; 応答曲面法; 熱流体一構造連成; パワーMEMS; 熱流体-構造連成解析; マイクロ燃焼器; 最適設計; 熱流体解析; 構造解析; マイクロガスタービンエンジン

This study aims at the development of fast dynamic analysis method for a structure consisting of very large number of repeated unit microstructures and at the design, fabrication and experiment of MEMS combustor. With the use of model order reduction technique, a developed computational method is practical because it allows fast computing by parallel processing on a standard PC and also because it is capable of predicting the phenomena that may occur with very low probability considering the uncertainties of loading condition. Also stochastic homogenization method was developed that can predict the effect of misalignment of approximately 1, 000 nozzles in the flame holder. In the experiment, stable combustion with the temperature 1150K to 1350K was confirmed.

本研究的目的是发展由大量重复单元微结构组成的结构的快速动力学分析方法，并在MEMS燃烧室的设计，制造和实验。使用模型降阶技术，开发的计算方法是实用的，因为它允许在标准PC上并行处理的快速计算，也因为它能够预测的现象，可能发生的概率很低，考虑到负载条件的不确定性。同时，还开发了随机均匀化方法，该方法可以预测火焰保持器中约1000个喷嘴不对准的影响。在实验中，证实了在1150 - 1350 K温度范围内的稳定燃烧。

项目成果

デローニー四面体分割を用いた三次元重合メッシュ法における連成項の数値積分

使用 Delaney 四面体分解的三维聚合网格方法中耦合项的数值积分

• 发表时间: 2010
• 作者: Keisuke WAKASUGI;Kazuya OKUBO;Toru FUJII;西村直志;山東篤・名手裕喜
• 通讯作者: 山東篤・名手裕喜

MEMS ターボ機械用燃焼器の流体・構造解析

MEMS 涡轮机械燃烧室的流体和结构分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 城戸詳治;山田雄貴;古谷明;鳥山寿之;高野直樹;金哲晃
• 通讯作者: 金哲晃

荷重条件の不確かさを考慮した高速動的解析法に関する研究

考虑加载工况不确定性的高速动态分析方法研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 比田井洋史;山崎貴斗;戸倉和;高野直樹・浅井光輝・深澤健
• 通讯作者: 高野直樹・浅井光輝・深澤健

重合メッシュ法によるポーラスチタン部材のミクロ応力基準強度予測

聚合网格法基于微应力的多孔钛构件强度预测

• 发表时间: 2009
• 作者: Tomoya YASHIRO;Kazuya Okubo Toru Fujii;西村直志;深澤健・高野直樹・西籔和明・川崎雄介
• 通讯作者: 深澤健・高野直樹・西籔和明・川崎雄介

MEMSウェットエッチングシミュレータの開発

MEMS湿法蚀刻模拟器的开发

• 发表时间: 2011
• 作者: 比田井洋史;戸倉和;山崎透・上杉誠一・高野直樹・佐藤健一・鳥山寿之
• 通讯作者: 山崎透・上杉誠一・高野直樹・佐藤健一・鳥山寿之