High-definition Virtualization of sediment disaster by highly accurate and efficient numerical simulation
高精度、高效数值模拟,高清虚拟泥沙灾害
基本信息
- 批准号:22H00507
- 负责人:
- 金额:$ 26.96万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
- 财政年份:2022
- 资助国家:日本
- 起止时间:2022-04-01 至 2026-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
■ 項目A:水・空気混じり土の材料挙動の表現と検証計算: 水・空気混じり土(不飽和土)の非弾性変形と土砂・空気混じり水(高密度・高粘性流体)の流動現象を表現可能な構成則を組み合わせた材料モデルを構築した。具体的には、静水圧依存型の一般的な土の弾塑性構成則と密度に依存して粘性が変化する非線形Newton則を組み合わせた構成則を提案し、項目Bの陰解法MPMに実装した。■ 項目B:不飽和土の陰解法MPM(IMPM)の開発: 地盤構造物の大変形・崩壊/流動・堆積といったマルチステージ現象を追跡可能な陰解法MPMに基づく高精度・高効率シミュレーション手法の開発に取り組んだ。水・土2相混合体(飽和土)に対して水と土で同一の粒子を割り当てるシングルレイヤー法を採用してMPM陰解法MPMのプロトタイプを構築し、ベンチマーク計算を通して適用性を検証した。■ 項目C:ミニチュアスケールでのモデル実験による精度検証: ミニチュア水槽内に模擬河川堤防を作製して行われたパイピングによる浸透崩壊の実験について、項目A・Bで構築した材料モデルと陰解法MPMによる数値シミュレーションを行い、その破壊形態について検証を行った。■ 項目D:高精細バーチャリゼーション: 大規模数値シミュレーションによるバーチャリゼーションに先立って、上記の項目Aの材料モデルを実装し、項目Bで開発予定のプロトタイプの並列化とチューニングを行った。元となるコードは、既に領域分割に基づくMPI並列が可能なものであり、水・土 2 相混合体(飽和土)からなる地盤構造物の崩壊解析の実績があったため、当該年度は、まずその元プログラムにハイブリッドMPI/OpenMP並列技術、および領域分割を粒子の動きに応じて変化させる動的負荷分散手法を導入するとともに、その並列化効率の最大化・最適化に注力し、計算速度の向上を図った。
■项目A:水空混合土壤的材料行为的表达和验证计算:构建了一种材料模型,该模型结合了水 - 空气混合土壤(不饱和土壤)的非弹性变形以及可以表达沉积物和空气混合水(高密度,高密度,高粘液)的原始规则。具体而言,我们提出了一项本构规则,该规则结合了一般静水压依赖性的土壤弹性塑料定量定律和非线性牛顿定律,其粘度根据密度而变化,并在项目B的隐式解决方案MPM中实现。 MPM可以跟踪多阶段现象,例如地面结构的大变形,塌陷,流动和沉积。使用单层方法构建了MPM隐式溶液MPM的原型,其中将相同的颗粒分配给水和土壤两种水土壤混合物(饱和土壤),并通过基准计算验证其适用性。 ■项目C:使用微型量表的模型实验进行准确验证:有关管道引起的渗透崩溃的实验,该实验是通过在微型水族馆中创建模拟的河流路堤进行的,我们使用在项目A和B和隐含MPM中构建的材料模型进行了数值模拟,并进行了销毁形式,并证实了销毁形式。 ■项目D:高定义虚拟化:在使用大尺度数值模拟的虚拟化之前,实现了项目A的材料模型,并且计划开发的原型被平行并调谐。在项目B中进行了B.原始代码。原始代码已经能够基于区域划分的MPI并行性,并且已经在区域划分中进行了折叠的记录。一年,原始程序首先引入了混合MPI/OpenMP并行技术和动态负载分配技术,该技术根据粒子运动改变了区域分裂,并着重于最大化和优化其并行化效率,从而提高了计算速度。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
F-bar projection法を適用したextended B-spline基底関数に基づくMPMの微圧縮性材料への適用
基于 F 杆投影法的扩展 B 样条基函数 MPM 在微压缩材料中的应用
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:菅井理一;山口裕矢;森口周二;寺田賢二郎
- 通讯作者:寺田賢二郎
Failure Analysis of Unsaturated Soil using Semi-Implicit MPM
使用半隐式 MPM 进行非饱和土破坏分析
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Soma Hidano;Yuya Yamaguchi;Shinsuke Takase;Shuji Moriguchi;Kenji Kaneko;Kenjiro Terada.
- 通讯作者:Kenjiro Terada.
SEMI-IMPLICIT MPM FOR LARGE DEFORMATION IN UNSATURATED SOIL
非饱和土中大变形的半隐式 MPM
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Soma Hidano;Yuya Yamaguchi;Shinsuke Takase;Shuji Moriguchi;Kenji Kaneko;Kenjiro Terada.
- 通讯作者:Kenjiro Terada.
半陰的 MPM による不飽和土の大変形解析
使用半隐式 MPM 进行非饱和土大变形分析
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:飛彈野壮真;山口裕矢;高瀬慎介;森口周二;金子賢治;寺田賢二郎.
- 通讯作者:寺田賢二郎.
不飽和土を対象とした半陰的 MPM による斜面崩壊解析
非饱和土半隐式 MPM 边坡破坏分析
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:飛彈野壮真;山口裕矢;高瀬慎介;森口周二;金子賢治;寺田賢二郎.
- 通讯作者:寺田賢二郎.
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岩崎貴裕,黒澤翔,大橋弘範,佐藤理夫,小井土賢二
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