ハイブリッドな粉体シミュレーション手法の一般化と高速化

混合粉末模拟方法的推广与加速

基本信息

批准号：
21H03448
负责人：
楽詠コウ
金额：
$ 9.4万
依托单位：
Aoyama Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は，二次元の場合について，ポリゴンなどの一般形状の個別要素について，その均質化操作と構成則モデル抽出についての研究・開発を行った．柱崩壊に対する個別要素法と連続体シミュレーションとを，各タイムステップの初めの状態が合うようにして並列に実行し，個別要素法で得られた力の分布を均質化することで塑性流動前後の応力ペアのデータを取得した．具体的にはステップの初めの状態を均質化したデータを連続体シミュレーションに渡して弾性予測だけを行ったものを塑性流動前のデータとして用意し，一方で個別要素法によって得られた移流直前の力の分布を均質化して塑性流動後のデータを用意した．ステップ毎の力の分布を保存すると単一の設定のシミュレーションだけで得られるデータ量が膨大となるため，ごく短時間毎に応力ペアのデータだけを残して力の分布そのものを破棄するアプローチをとった．また，得られた応力ペアデータを分析するための可視化ツール等を作成した．多量の応力ペアデータは一度に可視化できないため，空間的平均化や時間的平均化を適用したのちに可視化する方式をとった．解析の結果，いくつかの興味深い事実が得られた．一つ目は，塑性流動前後の応力ペアデータは降伏面のような狭い領域の近辺に分布しているのではなく，比較的広い範囲内に分散していることであった．二つ目は，その分散している領域に対して中心線を抽出して連続体モデルの降伏面とすると，それを使って得られる柱崩壊の連続体シミュレーションは元の個別要素法の結果と良い一致が得られたが，応力ペアを結ぶ線とこの中心線とは直交しておらず，従って構成則としてはいわゆるnon- associative なものとなることが示唆された．

今年，在二维的情况下，我们针对多边形的各个元素（如多边形）的各个元素进行了构成法律模型的均化操作和提取。并联进行柱塌陷的单个元素方法和连续模拟，以使每个时间步的初始状态匹配，并在塑性流之前和之后通过单个元素方法获得的力分布在应力对中获得数据。具体而言，在步骤开始时均质状态的数据传递给连续模拟以进行弹性预测，并且在塑性流之前作为数据准备在塑性流之前制备数据，而在通过单个元素方法获得的对流之前的力分布均匀，这是通过将塑料流量后均质化获得的单个元素方法获得的。当保存每个步骤的力分布时，使用单个设置获得的数据量是巨大的，因此我们采用了一种方法，只有应力对数据在很短的时间内留下并丢弃了力分布本身。此外，创建了可视化工具等，以分析获得的应力对数据。由于无法一次可视化大量的应力对数据，因此我们在应用空间平均和时间平均后使用了一种可视化方法。分析导致了一些有趣的事实。首先是，塑料流之前和之后的应力对数据未分布在狭窄的区域（如屈服表面）附近，而是分布在相对较宽的范围内。其次，如果将中心线提取为分散区域并用作连续模型的产量表面，则使用它的柱状塌陷的连续模拟与原始个体元素方法产生了很好的一致性，但是建议连接压力对和该中心线的线与该组成统治不正交，因此不适合构成统治，因此是不合同的规则。