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J-GLOBAL ID：202002263300916459   整理番号：20A1779520

OpenFSI:浸漬境界法に基づく高効率でポータブルな流体構造シミュレーションパッケージ【JST・京大機械翻訳】

OpenFSI: A highly efficient and portable fluid-structure simulation package based on immersed-boundary method

著者 (6件)： Ye Huilin (Department of Mechanical Engineering and Polymer Program, Institute of Materials Science, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA) ,  Shen Zhiqiang (Department of Mechanical Engineering and Polymer Program, Institute of Materials Science, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA) ,  Xian Weikang (Department of Mechanical Engineering and Polymer Program, Institute of Materials Science, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA) ,  Zhang Teng (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Syracuse University, Syracuse, NY 13244, USA) ,  Tang Shan (State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian, 116023, PR China) ,  Li Ying (Department of Mechanical Engineering and Polymer Program, Institute of Materials Science, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA)
資料名： Computer Physics Communications  (Computer Physics Communications)
巻： 256  ページ： Null  発行年： 2020年 
JST資料番号： E0081C  ISSN： 0010-4655  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高効率で携帯可能な流体-構造相互作用(FSI)シミュレーションパッケージ,いわゆるOpenFSIを開発した。このパッケージ内で,構造動力学は,大規模原子/分子質量並列シミュレータ(LAMMPS)のフレームワークに実装された格子モデル(LM)によって説明され,有限要素解析と同じ精度を示す。流体流はPalabosによって解決され,格子Boltzmann法(LBM)を採用して,メソスケールでNavier-Stokes方程式を回復できるBoltzmann方程式を効率的に解いた。さらに,浸漬境界法(IBM)を用いて,LMとLBMを一緒に結合させ,従って,代替固体と流体ソルバを選択する柔軟性を与える。全体のシミュレーションはPalabosのフレームワーク内で満たされ,LAMMPSフレームワークは外部ライブラリとしてPalabosで,IBMを通して結合された。提案したパッケージの能力および精度を実証するために,LMに対する検証を,LAMMPSにおける二次元(2D)および三次元(3D)梁のたわみを実施することによりまず行い,有限要素解析における結果と比較した。追跡は,シリンダの背後の2Dフレキシブルビームと固定シリンダを通過する3D流動の古典的ベンチマークである。その結果,球の自由落下と交差流における変形可能な板のフラッピングを研究した。さらに,複雑なFSI現象を研究する可能性は,ダムを通過する球とマイクロスイマーの遊泳によって実証された。最後に,このシミュレーションパッケージの効率を,血流中の数千の赤血球を有する極めて大きなシステムを調べることによって探索した。OpenFSIパッケージは,LAMMPSパッケージの先進サイバー構造だけでなく,構造や流体流に対する粒子ベースLMとLBMにより,8192プロセッサまでの優れた線形スケーラビリティを持つことが分かった。したがって,OpenFSIは,大規模FSI問題を効率的に解決する代替オプションを示し,従って,基礎となる物理機構の解明を容易にする。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： Navier-Stokes方程式 ,  *シミュレーション ,  相互作用 ,  シミュレータ ,  流体流 ,  たわみ ,  シリンダ ,  血流 ,  二次元 ,  フラッピング ,  三次元 ,  直交流 ,  ベンチマーク
準シソーラス用語： 有限要素解析 ,  ソルバ , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 流体-構造相互作用 ,  格子モデル ,  格子Boltzmann法 ,  浸漬境界法

分類 (4件)： 装置内の物質移動及び一般  (XD01020J) ,  管内流  (BC02090Q) ,  流体動力学一般  (BC02010G) ,  粉体工学  (XD03010M)

タイトルに関連する用語 (6件)： 浸漬境界法 ,  高効率 ,  ポータブル ,  流体構造 ,  シミュレーション ,  パッケージ