English
令和3年9月に行われた、「The 40th JSST Annual International Conference on Simulation Technology」において、環境創生部門・構造研究室(斎藤研究室)所属の竹田晴彦さんが「Student Poster Presentation Award」を受賞しました。
竹田さんの発表タイトルは「Elastodynamic analysis of elastic wave scattering using coupling method of CQBEM and FEM」であり、工学の様々な分野で利用される境界要素法(Boundary element method: BEM)と有限要素法(Finite element method: FEM)を結合し、それぞれの利点を最大限活かすことでより多くの問題を解決できる手法を開発しました。BEMは、無限領域における波動を高精度に解析できる手法であり、FEMは材料中の非均質領域の解析を容易に行える手法です。竹田さんはそれらを結合することにより、無限領域内における非均質領域の高精度解析を可能としました。
これらの研究は、非均質かつ広域な地盤やコンクリート等の解析に役立つことが考えられます。地盤内の非均質層の安定性の評価、また、コンクリート内部の空隙や不良骨材の検査手法は、古くより開発が望まれていました。
そこで竹田さんは指導教員である斎藤隆泰准教授の指導の下、演算子積分時間領域境界要素法(Convolution quadrature BEM: CQBEM)と呼ばれる、従来のBEM特有の数値不安定性を克服した最新の手法とFEMを結合することで、それらの問題に対する解析手法を開発しました。CQBEMの適用によって、本手法を様々な波動問題に拡張できる可能性があり、また、イメージベースモデリング(Image base modeling: IM)の適用により、非均質領域の解析モデルの作成を、対象とする非均質材料の画像データのみで容易に作成することを可能としました。
今後は、これらの手法の3次元問題への拡張、および、様々な非均質モデルに対する解析の実行や、ACA(Adaptive Cross Approximation)等を適用することで、計算コストの削減を図り、さらに大規模な問題への適用を検討しています。
