JP6129193B2 - 解析装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態に係る解析装置100の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPU(central processing unit)をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
繰り返し演算部120は、温度演算部110と、力演算部122と、粒子状態演算部124と、状態更新部126と、終了条件判定部128と、を含む。
熱伝導方程式は以下の微分方程式(式1)で与えられる。
熱浴の粘性が粒子に作用する力である。粘性力の減衰定数αは、デバイ周波数ωDと粒子の質量mとを用いて、
熱浴中の粒子が衝突する力に相当する。ランダム力は、
図3は、解析装置100における一連の処理の一例を示すフローチャートである。解析装置100は、粒子系の初期状態すなわち各粒子の初期位置、初期速度および初期温度を決定する(S202)。解析装置100は、各粒子の位置に基づきボロノイ解析を実行し、ボロノイ多面体を生成する(S204)。解析装置100は、FVMを使用して温度場を解析し(S206)、各粒子の温度を更新する。解析装置100は、粒子間のポテンシャルエネルギ関数に基づく各粒子に働く力を演算する(S208)。解析装置100は、ステップS208で演算された力に、粘性力およびランダム力を付加する(S210)。解析装置100は、ステップS210で演算された力を含む粒子の運動方程式から粒子の速度と位置を演算する(S212)。解析装置100は、粒子データ保持部114に保持される粒子の位置、速度を演算された位置、速度で更新する(S214)。解析装置100は、終了条件が満たされるか否かを判定する(S216)。終了条件が満たされない場合(S216のN)、処理はステップS204に戻される。終了条件が満たされる場合(S216のY)、処理は終了する。
第2の実施の形態では、粒子系の構造の変化、すなわち粒子配置の変化に伴う発熱を考慮した場合について説明する。第2の実施の形態に係る解析装置100は、図1と同様の構成を有する。以下、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
Claims (4)
- 仮想空間に定義される粒子系の各粒子の運動を支配する支配方程式を数値的に演算することによりその粒子系を解析する解析装置であって、
粒子系の各粒子のパラメータのひとつである温度を演算する温度演算部と、
各粒子をその粒子について前記温度演算部によって演算された温度の熱浴に浸すと仮定した場合の、その粒子に働く力を演算する力演算部と、
前記力演算部によって演算された力に基づき各粒子の状態を更新する状態更新部と、を備え、
前記温度演算部は、
各粒子の位置に基づいて仮想空間にボロノイ多面体を生成するボロノイ処理部と、
前記ボロノイ処理部によって生成されたボロノイ多面体を単位として離散化された熱伝導方程式に基づいて各粒子の温度を演算する熱伝導演算部と、を含み、
力演算部は、
粒子間の距離に基づき各粒子に働く力を演算する粒子間作用演算部と、
前記粒子間作用演算部によって演算された力に粘性力およびランダム力を付加する熱浴作用演算部と、を含むことを特徴とする解析装置。 - 前記熱伝導方程式は、粒子系の変形による発熱を表す項を含むことを特徴とする請求項1に記載の解析装置。
- 粒子系の粒子が金属の粒子を模するように各粒子についての物質定数が設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の解析装置。
- 仮想空間に定義される粒子系の各粒子の運動を支配する支配方程式を数値的に演算することによりその粒子系を解析する機能をコンピュータに実現させるコンピュータプログラムであって、
粒子系の各粒子のパラメータのひとつである温度を演算する温度演算機能と、
各粒子をその粒子について演算された温度の熱浴に浸すと仮定した場合の、その粒子に働く力を演算する力演算機能と、
演算された力に基づき各粒子の状態を更新する状態更新機能と、を前記コンピュータに実現させ、
前記温度演算機能は、
各粒子の位置に基づいて仮想空間にボロノイ多面体を生成するボロノイ処理機能と、
前記ボロノイ処理機能によって生成されたボロノイ多面体を単位として離散化された熱伝導方程式に基づいて各粒子の温度を演算する熱伝導演算機能と、を含み、
前記力演算機能は、
粒子間の距離に基づき各粒子に働く力を演算する粒子間作用演算機能と、
前記粒子間作用演算機能によって演算された力に粘性力およびランダム力を付加する熱浴作用演算機能と、を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
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