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高速多重極展開法による大規模熱伝導・機械振動・音響解析法の開発

  • 工学部/工学研究科
  • 機械システム工学専攻

教授 松本 敏郎[まつもと としろう]

http://www.matsumoto.nuem.nagoya-u.ac.jp/matsumoto/index_j.html

シーズの概要

(目的)
機械構造物の設計においてCAEが広く用いられるようになり,解析に用いるデータが大規模化している.特に金型等の熱伝導解析においては,有限要素法によるメッシュがきわめて複雑になる.そこで,物体表面だけの要素分割で解析を行うことができる境界要素法を用い,高速多重極展開に基づく大規模高速熱伝導・機械振動・音響解析システムを開発する.

(概要)
本研究室で既に開発済みの汎用境界要素法ソルバーBEMADをもとに,基本解の多重極展開とメッシュデータのツリー構造を組み込みを行う.さらに,多重相反法を適用して,熱伝導率に温度依存性のある様な,非線形問題・非均質媒体の解析法に拡張する.

この研究の新規性・独創性

境界積分方程式に基づく熱伝導解析用の大規模・高速ソルバーはまだ実用化されていない.本解析システムが完成すればデータの自由度に比例する計算機の記憶容量と計算速度で解析が可能となり,しかも解析対象のメッシュは表面のみで解析を行うことが可能となる.さらに,熱伝導率が温度依存性を有する場合についての拡張は提案者による新しい方法であり,高速多重極展開法を非線形問題に初めて適用する.

産学連携を目指した応用研究

(地域経済への波及効果)
熱伝導解析,振動解析,機械音響解析は,機器の設計における性能評価・強度評価などで必ず必要となるものである.設計過程において三次元CADの利用化が進展し,CADから自動的に作成する解析用メッシュがきわめて複雑になり,そのままでは解析が困難になる場合がある.これに対して,メッシュが物体表面のみで計算量,記憶容量が少なくてすむ熱伝導・機械振動・音響解析を開発すれば,地域のみならず我が国のの設計・解析技術の向上に資するものとなる.

(実用化への見通し)
解析ソフトウェアをほぼ開発済みのため,実用化は迅速に行うことが可能である.

キーワード

CAE、熱伝導解析、振動解析、音響解析、境界要素法