今回、21世紀COEプロジェクト「エネルギー・イノベーション」の領域に関連して、飛行機、人工衛星、無人航空機を含む航空宇宙機の構造力学、設計工学、数値計算力学などの分野で研究を進めているソウル国立大学Seung-Jo Kim教授に、最近の研究成果について講演して頂くこととなりました。
ご関心の向きは積極的にご参加下さい。
| 講師 |
Prof. Seung-Jo Kim (Dept. of Aerospace Engineering, Seoul National University) |
| 題目 |
Numerical Simulation of Mechanical Behavior of Composite Structures by Parallel Supercomputing Technology |
| 日時 |
2006年6月5日(月) 14:00〜15:30 |
| 場所 |
工学部7号館・72号講義室 |
| 講演要旨 |
This paper will examine the possibilities of the virtual tests of composite
structures by simulating mechanical (macro and/or micro) behaviors by using
supercomputing technologies which now become easily available and powerful
but relatively inexpensive. In this paper, we will describe mainly the
applications of large scale finite element analysis for the direct
numerical simulation(DNS) of the composite structures using parallel
supercomputing technology. DNS utilizes the numerical simulation techniques
by describing composite material properties from individual constituent
properties, and develop the modeling tools for micromechanical material
simulations. The numerical modeling examples using a direct numerical
simulation (DNS) in this paper are various composite materials such as
metal matrix composite(MMC), Active Fiber Composites(AFC), Boron/Epoxy
Cross-ply Laminates and 3D orthogonal woven composites to predict the
mechanical properties and structural behaviors of various composite
structures. The DNS is an approach based on the full microscopic concepts,
which can provide detailed information about the local interaction between
the constituents and micro-failure mechanisms by separate modeling of each
constituent. Such a 3D full micro-mechanical modeling is sometimes helpful
to various analyses related to the material characterization and various
structural behaviors from unidirectional laminate composites to 3D woven
composites.
In this paper, the effective elastic moduli of the composites such as fiber
reinforced laminates, active fiber composites and 3D orthogonal woven
composites are determined using the DNS models by large scale finite
element analysis. This DNS models can also give the global and local
information about deformations and influences of high local in-plane and
interlaminar stresses induced by transverse impact loading at a microscopic
level inside the materials. Furthermore, the multiscale models based on DNS
concepts considering microscopic and macroscopic structures simultaneously
are also developed and a numerical low velocity impact simulation is
performed using these multiscale DNS models. Through these various
applications of DNS models, it can be shown that DNS approach can provide
insights of various structural behaviors of composite structures. |
| 参加者 |
教授：2名（武田、景山先生）
講師：1名（村山先生）
助手：1名
PD：0名
RA：7名
学生：41名
合計52名
|
| 主な議論 |
ソウル国立大学Seung Jo Kim教授の講演は、並列スーパーコン ピュータを用いた複合材構造の力学的挙動に関するもので、ミクロン単位の直径をもつ複合材料のミクロ構造を微視力学を用いて解析し、その結果を均質化しマクロな力学的挙動を解析するという、いわゆるMulti-scale modelingを並列スーパーコンピュータを用いて効果的に解析する手法を述べた。さらに、弾性係数の解析例、衝撃負荷下での動的挙動の解析例などを示し、この手法の有用性を明らかにしていた。また、解析に用いられた並列スーパーコンピュータや独自開発したソフトウェアに関する紹介もあった。会場からは、有限要素メッシュサイズや計算能力に関する質問、複合材構造中に損傷が発生した場合の解析法に関する質問、衝撃負荷下で発生する応力波の解析法と数値解析誤差に関する質問、などがあった。
|
|
|
