国際ラウンドロビン解析による地盤工学の不連続体解析を検証できるベンチマークの開発

开发可以使用国际循环分析验证岩土工程不连续面分析的基准

• 批准号: 22K04315
• 负责人: 中田 幸男
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04315/
• 关键词: 個別要素法; 解析の信頼性; ベンチマーク; V&V

ラウンドロビン解析（一斉解析）は、近年、数値解析に関わる科学・工学系の様々な分野で活発に行われている。地盤工学分野においても、国内外で活動があり公表されている。この活動は、より広く普及された連続体解析の一つである有限要素法が対象となっている。一方で、不連続体解析に対するラウンドロビン解析の実施事例についてはなく、地盤力学及び地盤工学課題に対するベンチマークは存在していない状況にある。ベンチマークがないことで、解析結果の確からしさが議論できないことや、解析コードの検証、モデル化の妥当性について検討できないなど、シミュレーション結果の信頼性を担保するための手法がない。最近、不連続体解析の中でも個別要素法（粒状要素法）は、多種多様に利用され、かなりの普及が進んできている。一方で、解析を用いるユーザーが各々でコードの検証や解析の妥当性について、検討するにとどまっていて、信頼性のおける解析であることを保証する手立てがないのが現状である。解析の検証を可能にするには、前述するようにランドロビン解析を実施し、そこで解析対象としていた題材をベンチマークとすることが最も有効であると考えられる。本申請では、不連続体解析の代表である個別要素法解析の検証を可能にするために、地盤力学に関連する課題について、ラウンドロビン解析を実施し、ベンチマークの開発につなげることとした。2022年度は、基本的な地盤力学課題の一つで、試験方法が比較的容易に実施でき、様々な農学、理学、工学の分野に関係する安息角測定時の挙動を対象とした。安息角測定は、粒状体により形成される斜面の傾きを測定することを意味する。この解析を、国内外の研究者や技術者に参加を依頼し、その解析結果と別途実施した実験結果とを比較した。

近年来，在参与数值分析的科学和工程领域的各个领域中，圆形机蛋白分析（同时分析）已积极进行。在岩土技术领域，活动在国内和国际上也被公开。该活动针对有限元方法，这是更广泛流行的连续体分析之一。另一方面，没有用于障碍分析的旋转蛋白分析的例子，也没有用于地质力学和岩土技术问题的基准。没有方法可以确保仿真结果的可靠性，例如缺乏基准，因此无法讨论分析结果的准确性以及无法检查分析代码和建模的有效性。最近，在不停分析中，单个元素方法（颗粒元素方法）已以多种方式使用，并且变得非常流行。另一方面，使用分析的用户只需要考虑代码验证和分析的有效性，并且无法保证分析是可靠的。为了实现分析的验证，如上所述进行兰德罗宾蛋白分析被认为是最有效的，并使用被分析的受试者作为基准。在此应用中，为了验证单个元素分析的验证，这是不暂停分析的代表，对与地质力学有关的问题进行了圆形旋转分析，从而导致基准的发展。 FY2022是基本的地质力学任务之一，其测试方法相对易于实施，并且在与农业，科学和工程的各个领域相关的安息角度测量过程中的目标行为。安息的角度是指测量由颗粒体形成的斜率的斜率。要求该分析参与来自日本和国外的研究人员和工程师，并将分析结果与分别进行的实验结果进行了比较。

项目成果

CIMNE(スペイン)

CIMNE（西班牙）

University of Canterbury(ニュージーランド)

坎特伯雷大学（新西兰）

University College London/Newcastle University/University of Cambridge(英国)

伦敦大学学院/纽卡斯尔大学/剑桥大学（英国）

Round robin test on angle of repose: DEM simulation results collected from 16 groups around the world

• DOI: 10.1016/j.sandf.2023.101272
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Soils and Foundations
• 影响因子: 3.7
• 作者: H. Saomoto;N. Kikkawa;Shuji Moriguchi;Y. Nakata;M. Otsubo;Vasileios Angelidakis;Y. Cheng;K. Chew-K.

Experimental data of 3D printed granular material for verification of discrete element modeling simulation

• DOI: 10.1016/j.sandf.2022.101178
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Soils and Foundations
• 影响因子: 3.7
• 作者: Y. Nakata;Shuji Moriguchi;S. Kajiyama;Ryunosuke Kido;N. Kikkawa;H. Saomoto;D. Takano;Y. Higo