Finite element analysis after manufacturing, aging or fracture using parallel parametric analysis system

使用并行参数分析系统在制造、老化或断裂后进行有限元分析

基本信息

批准号：
22K14167
负责人：
遊佐泰紀
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和 4 年度は、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析システムの開発、その並列パラメトリック解析手法の大変形弾塑性問題への展開、レーザ計測点群を用いた変形解析手法の改良を実施した。おおむね順調に進展している。並列パラメトリック解析手法・システムは本研究の中核を成す計算技術である。まず、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析手法・システムを開発した。この解析手法は Message Passing Interface（MPI）による並列計算と重合メッシュ法に基づく。このアプローチにより、孔の位置をパラメータとするパラメトリック解析を大幅に高速化・自動化した。実際に PC クラスタを用い、孔の位置に対する応力拡大係数の変化を網羅的に計算できることを数値的に実証した。次に、この並列パラメトリック解析手法を大変形弾塑性問題に展開した。大変形弾塑性解析では、解析結果と実験結果を比較しながらパラメトリックスタディを行うことが多いが、一つひとつの解析が長大な計算時間を要する。そこで、このようなパラメトリック解析を MPI によって並列化した。実際に、材料パラメータや解析パラメータを変更しながらパラメトリック解析を実施し、高速化を達成した。また、レーザ計測点群を用いた変形解析手法の改良を実施した。仮想的に作成した点群データと実際に計測した点群データのそれぞれを用い、解析に与える拘束条件の種類、データ処理の方法などを検討した。

2020财年，我们将开发用于设计孔位置的并行参数分析系统，将并行参数分析方法应用于大变形弹塑性问题，并改进使用激光测量点云的变形分析方法。总体来说，进展顺利。并行参数分析方法和系统是构成本研究核心的计算技术。首先，我们开发了一种用于设计孔位置的并行参数分析方法和系统。该分析方法基于使用消息传递接口（MPI）的并行计算和叠加网格方法。这种方法使用孔位置作为参数，显着加快和自动化参数分析。使用PC集群，我们通过数值证明可以综合计算应力强度因子相对于孔位置的变化。接下来，我们针对大变形弹塑性问题开发了这种并行参数分析方法。在大变形弹塑性分析中，通常在比较分析结果和实验结果的同时进行参数研究，但每次分析都需要较长的计算时间。因此，我们使用 MPI 并行化此参数分析。事实上，我们在改变材料参数和分析参数的同时进行了参数分析，并实现了加速。我们还改进了使用激光测量点云的变形分析方法。使用虚拟创建的点云数据和实际测量的点云数据，我们研究了分析中应用的约束条件类型、数据处理方法等。