WO2020255709A1 - 解析装置 - Google Patents

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水沼　守
昌幸 津田
真悟 峯田
翔太 大木
健一 谷垣
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    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads

Definitions

  • the present invention relates to an analysis technique for an underground structure buried in soil.
  • Utility poles are one of the structures that support social infrastructure.
  • a pole or branch line is installed on the utility pole at the end.
  • the branch line is divided into an upper branch line (steel stranded wire) and a lower branch line.
  • a branch line anchor which is a type of lower branch line, is embedded in the ground to support utility poles.
  • CAE computer-aided engineering
  • the underground structure premised on the rigid structural steel material and the soft clay / sandy soil supporting it are simultaneously modeled and coupled analysis as an integral body. It is difficult to carry out from various points of view.
  • the finite element method FEM
  • the element-free Galerkin method EFGM
  • the soil as a continuum
  • the individual element method which treats the material as a discrete element, can be considered.
  • the first is that it can be pulled out and deformed to some extent, but the limit is to simulate pulling out of about 100 mm.
  • background mesh quality for region integration is important, which is due to the difficulty of dealing with extreme deformations if it depends on the structural mesh.
  • the second is that the effect of gravity is barely visible in the results.
  • Most of the anchor withdrawal load calculated using EFGM is covered by the deformation resistance component. In other words, there is a possibility that the deformation resistance of the soil is overestimated.
  • the first is that the bond strength between soil particles is overestimated.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to solve a trade-off between model accuracy and computational complexity in numerical analysis simulating a pull-out test of an underground structure.
  • the analyzer generates a structure model generation unit that generates a structure model that models an underground structure, and particles that model the soil that is a support of the underground structure.
  • a particle generation unit and a calculation unit for coupled analysis of the structure model and the particles by the finite element method and the SPH method are provided, and the particle generation unit underestimates the pull-out resistance force of the analysis result. It is characterized by setting the maximum diameter of the particles that does not cause such a time history result.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the analysis device of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of the analysis device of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a branch line.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the lower anchor of the branch line.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the structure model and SPH particles used in the numerical analysis.
  • FIG. 6A is a diagram showing a numerical analysis result when one row of SPH particles is placed on half of the surface of the stabilizer of the anchor under the branch line.
  • FIG. 6B is a diagram showing a numerical analysis result when two rows of SPH particles are placed on half of the surface of the stabilizer of the anchor under the branch line.
  • FIG. 6C is a diagram showing a numerical analysis result when three rows of SPH particles are placed on half of the surface of the stabilizer of the anchor under the branch line.
  • the underground structure using a rigid material such as a steel material is handled by FEM, and the soft soil that is the support of the underground structure is smoothed-particle. It is handled by the Hydrodynamics (SPH) method.
  • the soil is discretized by particles and modeled, and the SPH method is applied.
  • the SPH method can simulate a continuous deformation behavior by smoothing the space around each particle by superposition of kernel functions.
  • FEM underground structure
  • SPH method the soil particles behave as points and the underground structure side behaves as a surface. Therefore, the particle density on the contact surface, that is, the particle diameter is an important factor in the calculation of the contact force.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the analysis device 1 of the present embodiment.
  • the analysis device 1 shown in the figure includes a structure model generation unit 11, a particle generation unit 12, a setting unit 13, a calculation unit 14, and a display unit 15.
  • Each part included in the analysis device 1 may be configured by a computer provided with a central processing unit, a storage device, and the like, and the processing of each part may be executed by a program.
  • This program is stored in a storage device included in the analysis device 1, and can be recorded on a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory, or can be provided through a network.
  • the structure model generation unit 11 generates a structure model (three-dimensional model) that models an underground structure by CAD.
  • the structure model generation unit 11 may input a structure model generated by another device.
  • the structure model generation unit 11 divides the structure model into a plurality of finite elements (mesh) used in FEM.
  • the particle generation unit 12 discretizes the soil to generate modeled SPH particles and fills the periphery of the structure model. At this time, in the particle generation unit 12, the SPH particles are placed in the main contact portion between the SPH particles and the structure model so that the processing time of the calculation unit 14 described later is within a predetermined time and good analysis results can be obtained.
  • the particle size of the SPH particles is set for proper contact. If the particle size of the SPH particles is small, sufficient accurate analysis results can be obtained, but the processing time increases. If the particle size of the SPH particles is large, accurate analysis results cannot be obtained. In the present embodiment, the particle generation unit 12 sets the maximum particle size that does not cause a time history result such that the pull-out resistance force of the analysis result is underestimated.
  • the setting unit 13 sets various parameters required for the analysis process. For example, setting of element coordinate system, setting of material property value, setting of boundary condition, setting of external force condition, and the like can be mentioned.
  • the calculation unit 14 applies the FEM and SPH methods to perform coupled analysis of the structure model and SPH particles.
  • the display unit 15 displays the analysis result by the calculation unit 14.
  • the display unit 15 displays the analysis result by a vector diagram, contour lines, a time history diagram, an animation, or the like.
  • step S1 the structure model generation unit 11 forms a structure model of the underground structure to be analyzed.
  • step S2 the structure model generation unit 11 divides the structure model into a plurality of finite elements.
  • step S3 the particle generation unit 12 discretizes the soil to generate modeled SPH particles and fills the periphery of the structure model.
  • step S4 the setting unit 13 sets various parameters required for analysis.
  • step S5 the calculation unit 14 applies the FEM and SPH methods to perform a coupled analysis of the extraction test of the underground structure.
  • step S6 the display unit 15 displays the analysis result.
  • a branch line is installed on the utility pole in order to keep the force applied to the utility pole that crosses the communication cable in equilibrium.
  • the branch line consists of an upper branch line (steel stranded wire) and a lower branch line.
  • the lower branch line is composed of a rod portion (steel rod) that is directly connected to the upper branch line and an anchor body portion that is buried in the ground. The rod portion and the anchor body portion are fastened with bolts passed through the strap. A force is applied to the anchor body to pull it out from the rod.
  • the anchor main body 100 is composed of three parts, a guide plate 110, a resistance plate 120, and a stabilizer 130.
  • the guide plate 110 is connected to the rod portion.
  • a steel plate called a direction plate 121 is welded to the resistance plate 120 perpendicularly to the surface direction.
  • the pull-out test of the anchor under the branch line when a load was applied to the loop of the rod portion was numerically analyzed by changing the particle size of the SPH particles.
  • the upper surface of the stabilizer 130 is the main contact surface with the soil when the anchor under the branch line is pulled out. Since the upper surface of the stabilizer 130 is line-symmetrical, half of the stabilizer 130 was used as the structure model.
  • the width of the stabilizer 130 halved is 50 mm.
  • FIG. 5 shows the position of the SPH particles when the structure model and the particle diameter of the SPH particles are 30 mm. Assuming that the particle size is 30 mm, 2 rows ⁇ 16 points of SPH particles are placed on a structure model having a width of 50 mm, and half of the soil is represented by 17 rows ⁇ 67 points of SPH particles.
  • the particle spacing (distance between the center of the particles) is almost the same as the particle diameter.
  • the particle spacing changes according to the particle size.
  • the particle size is 50 mm or more, the number of SPH particles expressing the soil is reduced, and the number of SPH particles on the structure model is one row or less.
  • the particle size is less than 30 mm, the number of SPH particles representing the soil increases, and the number of SPH particles on the structure model is three or more rows.
  • Figures 6A to 6C show the numerical analysis results when the number of rows of SPH particles on the stabilizer 130 is changed.
  • the graphs of FIGS. 6A to 6C show the relationship with the displacement indicating the pull-out state of the anchor under the branch line due to the load when a load is applied to the loop of the rod portion.
  • the graph of FIG. 6A is a numerical analysis result when one row of SPH particles is placed on the surface of the stabilizer 130.
  • the particle diameter is 50 mm or more, one row or less of SHP particles are placed on the surface of the structure model of the stabilizer 130 having a width of 50 mm.
  • the structure model slips between the particles, so that the pull-out resistance is significantly reduced.
  • the SPH particle diameter is 50 mm, the SPH particles are placed on the surface of the structure model in only one row or less, and the particles are easily skid on the anchor surface by pulling out. For this reason, it is not possible to calculate accurately because the time history results such that the pull-out resistance is underestimated are repeatedly shown. That is, as shown in FIG. 6A, the graph showing the numerical analysis result is rattling.
  • the calculation execution time by the Intel Xeon CPU 8 cores was about 25 hours.
  • the graph of FIG. 6B is a numerical analysis result when two rows of SPH particles are placed on the surface of the stabilizer 130.
  • the particle size is 30 mm or more and less than 50 mm, as shown in FIG. 5, two rows of SPH particles are placed on the surface of the structure model of the stabilizer 130 having a width of 50 mm.
  • the calculated resistance is about the same as the nominal bearing capacity of the lower branch line anchor of 30 kN, which is relatively accurate.
  • the graph showing the numerical analysis result is not loose and does not show the time history result in which the pull-out resistance is underestimated.
  • the calculation execution time by the Intel Xeon CPU 8 cores was about 45 hours.
  • the graph of FIG. 6C is a numerical analysis result when three rows of SPH particles are placed on the surface of the stabilizer 130.
  • the particle size is less than 30 mm, three or more rows of SPH particles are placed on the surface of the structure model of the stabilizer 130 having a width of 50 mm.
  • Soil modeled with SPH particles with smaller particle size has sufficient expressive power, and pull-out resistance can be calculated with sufficient accuracy.
  • the amount of calculation will increase explosively. Depending on the ability of the computer, it may take an unrealistic amount of time, resulting in practical problems.
  • the calculation execution time by the Intel Xeon CPU 8 cores was 125 hours or more.
  • the structure model generation unit 11 generates a structure model that models the underground structure, and the particle generation unit 12 has an insufficient pull-out resistance force as a result of the analysis.
  • the diameter of the maximum SPH particle that does not show the time history result to be evaluated SPH particles that model the soil that is the support of the underground structure are generated, and the calculation unit 14
  • the diameter of the SPH particles that modeled the soil is set appropriately. The trade-off between model accuracy and computational volume can be resolved.

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Abstract

地中構造体の引抜き試験を模擬する数値解析において、モデルの精度と計算量のトレードオフを解決する。構造体モデル生成部１１が地中構造体をモデル化した構造体モデルを生成し、粒子生成部１２が、解析の結果の引抜き抵抗力が過小評価されるような時刻歴結果を示すことが生じることのない最大のＳＰＨ粒子の径を設定して、地中構造体の支持体である土壌をモデル化したＳＰＨ粒子を生成し、演算部１４が有限要素法とＳＰＨ法により構造体モデルとＳＰＨ粒子を連成解析する。

Description

解析装置
　本発明は、土壌に埋設された地中構造体の解析技術に関する。
　電柱は、社会インフラを支える構造物の一つである。通信ケーブルを架渉する電柱にかかる力を平衡に保つため、末端の電柱には支柱もしくは支線が設置される。支線は、上部支線（鋼より線）と下部支線に分かれる。下部支線の一種である支線アンカが地中に埋め込まれて、電柱を支持する。
　下部支線アンカは、地中に埋設されるため、直接劣化状態を観察することは難しい。そこで、コンピュータ援用工学（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：ＣＡＥ）における数値解析により、構造物の耐力を推定および予測することが試みられている。
特開２０１８－２０５２６０号公報
Nils Karajan, Zhidong Han, Hailong Teng, Jason Wang, "On the Parameter Estimation for the Discrete-Element Method in LS-DYNA", 13th International LS-DYNA Users Conference 2014 Nils Karajan, Zhidong Han, Hailong Teng, Jason Wang, "Interaction Possibilities of Bonded and Loose Particles", 9th European LS-DYNA Conference 2013
　地中構造体の引抜き試験のシミュレーションにおいて、剛な構造用鋼材を前提とした地中構造体と、それを支持する柔な粘土質・砂質土とを同時にモデル化し、一体物として連成解析を実施するには、様々な観点から困難を伴う。
　地中構造体と土壌の連成問題を取り上げた場合、解析手法として、例えば、有限要素法（ＦＥＭ）およびメッシュフリー法のひとつであるエレメント・フリー・ガラーキン法（ＥＦＧＭ）、土壌を連続体ではなく離散体として取扱う個別要素法（ＤＥＭ）などが考えられる。
　ＥＦＧＭを用いて土壌の変形を再現するための手法を検討すると、下記の問題に突き当たる。一つめは、ある程度の引き抜き・変形には対応できるが、１００ｍｍ程度の引き抜きを模擬するのが限界である点である。ＥＦＧＭでは、領域積分のためのバックグラウンドメッシュ品質が重要であり、これが構造メッシュに依存する場合は極端な変形に対応することが困難であることが原因である。二つめは、重力の影響が結果に殆ど表出しない点である。ＥＦＧＭを用いて計算されたアンカ引抜荷重の大部分は変形抵抗成分によって賄われている。つまり土壌の変形抵抗を過大評価している可能性がある。三つめは、柔らかい土に対しては接触不安定性によりほとんど計算ができない点である。
　ＤＥＭを用いて土壌の変形を再現するための手法を検討すると、下記の問題に突き当たる。一つめは、土壌粒子間の結合強度を過小評価し過ぎる点である。二つめは、土壌粒子を粒子状離散体としてモデル化しているために、土壌分野で一般に使用されているムーアクーロンモデルなど、土壌粘性と内部摩擦などとの関連性を見出すことが困難な数値解析モデルとなってしまう点である。
　土壌のモデル化において、土壌粒子の結合強度の観点などから，取り得る手法は限定されるという課題がある。また、モデルの高精細化および解析手法によっては、計算量が爆発的に増加するという課題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、地中構造体の引抜き試験を模擬する数値解析において、モデルの精度と計算量のトレードオフを解決することを目的とする。
　本発明の一態様に係る解析装置は、地中構造体をモデル化した構造体モデルを生成する構造体モデル生成部と、前記地中構造体の支持体である土壌をモデル化した粒子を生成する粒子生成部と、有限要素法とＳＰＨ法により前記構造体モデルと前記粒子を連成解析する演算部と、を備え、前記粒子生成部は、解析の結果の引抜き抵抗力が過小評価されるような時刻歴結果を示すことが生じることのない最大の前記粒子の径を設定することを特徴とする。
　本発明によれば、地中構造体の引抜き試験を模擬する数値解析において、モデルの精度と計算量のトレードオフを解決することができる。
図１は、本実施形態の解析装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２は、本実施形態の解析装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、支線を説明するための図である。 図４は、支線下部アンカの構成を示す斜視図である。 図５は、数値解析に用いた構造体モデルとＳＰＨ粒子を説明するための図である。 図６Ａは、支線下部アンカの安定板の表面の半分にＳＰＨ粒子が１列乗るときの数値解析結果を示す図である。 図６Ｂは、支線下部アンカの安定板の表面の半分にＳＰＨ粒子が２列乗るときの数値解析結果を示す図である。 図６Ｃは、支線下部アンカの安定板の表面の半分にＳＰＨ粒子が３列乗るときの数値解析結果を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
　本実施形態では、地中構造体の引抜き試験のシミュレーションにおいて、鉄鋼材料など剛な材料を使用した地中構造体をＦＥＭにて扱い、地中構造体の支持体である柔な土壌をＳｍｏｏｔｈｅｄ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ（ＳＰＨ）法で扱う。本実施形態では、土壌を粒子で離散化してモデル化し、ＳＰＨ法を適用する。ＳＰＨ法は、各粒子の周囲の空間をカーネル関数の重ね合わせによってスムージングすることにより、連続体的な変形挙動を模擬できる。一方で、地中構造体（ＦＥＭ）と土壌（ＳＰＨ法）との接触判定において、土壌粒子は点として地中構造体側は面として振る舞う。このため、接触力の算出において、接触面上における粒子密度、すなわち粒子径は重要な要素となる。
　図１は、本実施形態の解析装置１の構成を示す機能ブロック図である。同図に示す解析装置１は、構造体モデル生成部１１、粒子生成部１２、設定部１３、演算部１４、および表示部１５を備える。解析装置１が備える各部は、中央演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムは解析装置１が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
　構造体モデル生成部１１は、ＣＡＤにより地中構造体をモデル化した構造体モデル（３次元モデル）を生成する。構造体モデル生成部１１は、他の装置で生成した構造体モデルを入力してもよい。構造体モデル生成部１１は、構造体モデルを、ＦＥＭで用いる複数の有限個の要素（メッシュ）に分割する。
　粒子生成部１２は、土壌を離散化してモデル化したＳＰＨ粒子を生成し、構造体モデルの周囲に充溢させる。このとき、粒子生成部１２は、後述の演算部１４の処理時間が所定時間内に収まり、かつ、良好な解析結果が得られるよう、ＳＰＨ粒子と構造体モデルとの主たる接触部分にＳＰＨ粒子が適切に接触するように、ＳＰＨ粒子の粒子径を設定する。ＳＰＨ粒子の粒子径が小さいと十分な精度の解析結果が得られるが、処理時間が増大する。ＳＰＨ粒子の粒子径が大きいと正確な解析結果が得られない。本実施形態では、粒子生成部１２は、解析の結果の引抜き抵抗力が過小評価されるような時刻歴結果を示すことが生じることのない最大の粒子径を設定する。
　設定部１３は、解析処理に必要な各種パラメータの設定を行う。例えば、要素座標系の設定、材料特性値の設定、境界条件の設定、および外力条件の設定などが挙げられる。
　演算部１４は、ＦＥＭとＳＰＨ法を適用して、構造体モデルとＳＰＨ粒子を連成解析する。
　表示部１５は、演算部１４による解析結果を表示する。例えば、表示部１５は、ベクトル図、等高線、時刻歴図、アニメーションなどにより解析結果を表示する。
　図２を参照し、本実施形態の解析装置１の動作について説明する。
　ステップＳ１において、構造体モデル生成部１１は、解析対象の地中構造体の構造体モデルを形成する。
　ステップＳ２において、構造体モデル生成部１１は、構造体モデルを複数の有限個の要素に分割する。
　ステップＳ３において、粒子生成部１２は、土壌を離散化してモデル化したＳＰＨ粒子を生成し、構造体モデルの周囲に充溢させる。
　ステップＳ４において、設定部１３は、解析に必要な各種パラメータを設定する。
　ステップＳ５において、演算部１４は、ＦＥＭとＳＰＨ法を適用して、地中構造体の引抜き試験の連成解析を行う。
　ステップＳ６において、表示部１５は、解析結果を表示する。
　次に、本実施形態の解析装置１により、支線下部アンカの引抜き試験を数値解析した実施例について説明する。
　図３に示すように、通信ケーブルを架渉する電柱にかかる力を平衡に保つために、支線を電柱に設置する。支線は、上部支線（鋼より線）と下部支線で構成される。下部支線は、上部支線と直接繋がるロッド部（鋼棒）と地中に埋設されるアンカ本体部で構成される。ロッド部とアンカ本体部とは、ストラップに通したボルトで締結される。アンカ本体部には、ロッド部から引き抜く力が加えられる。
　図４に示すように、アンカ本体部１００は、案内板１１０、抵抗板１２０、および安定板１３０の３つの部分からなる。案内板１１０はロッド部に接続される。抵抗板１２０は、面方向に対して垂直に方向板１２１と呼ばれる鋼板が溶接される。抵抗板１２０の安定板１３０側には、安定板受１２２と呼ばれる三角形状の突起台座（鋼板）が存在する。
　解析装置１を用いて、ロッド部のループに荷重をかけたときの支線下部アンカの引抜き試験をＳＰＨ粒子の粒子径を変えて数値解析した。
　安定板１３０の上面は、支線下部アンカを引抜くときの土壌との主たる接触面となる。安定板１３０の上面が線対称であることから、構造体モデルとして安定板１３０の半分を用いた。半分にした安定板１３０の幅は５０ｍｍである。
　半分の安定板１３０の引抜き試験に伴い影響を受けると予想される土壌をモデル化した。図５に、構造体モデルとＳＰＨ粒子の粒子径を３０ｍｍとしたときのＳＰＨ粒子の位置を示す。粒子径を３０ｍｍとすると、幅５０ｍｍの構造体モデル上に２列×１６点のＳＰＨ粒子が乗り、土壌半分が１７列×６７点のＳＰＨ粒子で表現されている。
　粒子の間隔（粒子の中心間の距離）は、ほぼ粒子径と同じである。粒子径に応じて粒子の間隔が変わる。粒子径を５０ｍｍ以上とすると、土壌を表現するＳＰＨ粒子の数は減り、構造体モデル上に乗るＳＰＨ粒子は１列以下となる。粒子径を３０ｍｍ未満とすると、土壌を表現するＳＰＨ粒子の数は増え、構造体モデル上に乗るＳＰＨ粒子は３列以上となる。
　図６Ａ～６Ｃに、安定板１３０上に乗るＳＰＨ粒子の列の数を変更した場合の数値解析結果を示す。図６Ａ～６Ｃのグラフは、ロッド部のループに荷重をかけたときの、その荷重による支線下部アンカの引抜け状況を示す変位との関係を示す。
　図６Ａのグラフは、安定板１３０表面上にＳＰＨ粒子が１列乗った場合の数値解析結果である。粒子径を５０ｍｍ以上とした場合、幅が５０ｍｍの安定板１３０の構造体モデルの表面にはＳＨＰ粒子が１列以下乗る。ＳＰＨ粒子径が構造体モデルの幅よりも広い場合、粒子間を構造体モデルがすり抜けるために引き抜き抵抗力が大幅に低下する。ＳＰＨ粒子径が５０ｍｍの場合、ＳＰＨ粒子が構造体モデルの表面に１列以下しか乗らず、引抜きによりアンカ面上での粒子の横滑りが容易に起きる。このため、引抜き抵抗力が過小評価されるような時刻歴結果を示すことが繰り返し生じ正確に計算できない。すなわち、図６Ａに示すように、数値解析結果を示すグラフがガタついてしまう。なお、Ｉｎｔｅｌ　Ｘｅｏｎ　ＣＰＵ　８コアによる計算実行時間は約２５時間であった。
　図６Ｂのグラフは、安定板１３０表面上にＳＰＨ粒子が２列乗った場合の数値解析結果である。粒子径を３０ｍｍ以上５０ｍｍ未満とした場合、図５に示したように、幅が５０ｍｍの安定板１３０の構造体モデルの表面にはＳＰＨ粒子が２列乗る。安定板１３０の構造体モデルの表面にＳＰＨ粒子が２列乗るとき、計算した抵抗力は、下部支線アンカの公称地耐力３０ｋＮと同程度になり、比較的正確である。図６Ｂに示すように、数値解析結果を示すグラフはガタついておらず、引抜き抵抗力が過少評価されるような時刻歴結果を示していない。なお、Ｉｎｔｅｌ　Ｘｅｏｎ　ＣＰＵ　８コアによる計算実行時間は約４５時間であった。
　図６Ｃのグラフは、安定板１３０表面上にＳＰＨ粒子が３列乗った場合の数値解析結果である。粒子径を３０ｍｍ未満とした場合、幅が５０ｍｍの安定板１３０の構造体モデルの表面にはＳＰＨ粒子が３列以上乗る。より粒子径の小さいＳＰＨ粒子でモデル化した土壌は十分な表現力を有しており、引抜き抵抗力は十分な精度をもって計算され得る。しかしながら、土壌半分が図５よりも多数のＳＰＨ粒子で表現されるので、計算量は爆発的に増加することとなる。計算機の能力によっては、非現実的な時間を要することとなり、実用上問題を来す結果となる。なお、Ｉｎｔｅｌ　Ｘｅｏｎ　ＣＰＵ　８コアによる計算実行時間は１２５時間以上であった。
　以上説明したように、本実施形態によれば、構造体モデル生成部１１が地中構造体をモデル化した構造体モデルを生成し、粒子生成部１２が、解析の結果の引抜き抵抗力が過小評価されるような時刻歴結果を示すことが生じることのない最大のＳＰＨ粒子の径を設定して、地中構造体の支持体である土壌をモデル化したＳＰＨ粒子を生成し、演算部１４が有限要素法とＳＰＨ法により構造体モデルとＳＰＨ粒子を連成解析することにより、地中構造体の引抜き試験を模擬する数値解析において、土壌をモデル化したＳＰＨ粒子の径を適切に設定してモデルの精度と計算量のトレードオフを解決できる。
　１…解析装置
　１１…構造体モデル生成部
　１２…粒子生成部
　１３…設定部
　１４…演算部
　１５…表示部
　１００…アンカ本体部
　１１０…案内板
　１２０…抵抗板
　１２１…方向板
　１２２…安定板受
　１３０…安定板

Claims (2)

  1. 　地中構造体をモデル化した構造体モデルを生成する構造体モデル生成部と、
    　前記地中構造体の支持体である土壌をモデル化した粒子を生成する粒子生成部と、
    　有限要素法とＳＰＨ法により前記構造体モデルと前記粒子を連成解析する演算部と、を備え、
    　前記粒子生成部は、解析の結果の引抜き抵抗力が過小評価されるような時刻歴結果を示すことが生じることのない最大の前記粒子の径を設定する
    　ことを特徴とする解析装置。
  2. 　前記地中構造体は下部支線アンカであり、
    　前記粒子生成部は、前記粒子と前記構造体モデルとの主たる接触部分において前記粒子が前記構造体モデルに２列接触するように前記粒子の径を設定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の解析装置。
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