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J-GLOBAL ID：202202233689579243   整理番号：22A1045752

浸漬有限要素/差分法におけるLagrange-Euler結合について【JST・京大機械翻訳】

On the Lagrangian-Eulerian coupling in the immersed finite element/difference method

著者 (7件)： Lee Jae H. (Department of Mathematics, University of North Carolina, Chapel Hill, NC, USA) ,  Lee Jae H. (Department of Mechanical Engineering, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA) ,  Lee Jae H. (Institute for Computational Medicine, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA) ,  Griffith Boyce E. (Departments of Mathematics, Applied Physical Sciences, and Biomedical Engineering, University of North Carolina, Chapel Hill, NC, USA) ,  Griffith Boyce E. (Carolina Center for Interdisciplinary Applied Mathematics, University of North Carolina, Chapel Hill, NC, USA) ,  Griffith Boyce E. (Computational Medicine Program, University of North Carolina School of Medicine, Chapel Hill, NC, USA) ,  Griffith Boyce E. (McAllister Heart Institute, University of North Carolina School of Medicine, Chapel Hill, NC, USA)
資料名： Journal of Computational Physics  (Journal of Computational Physics)
巻： 457  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： B0860A  ISSN： 0021-9991  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： 浸漬境界(IB)法は,流体-構造相互作用(FSI)に対する非体適合アプローチであり,連成流体-構造系の運動量,粘度および非圧縮性のEuler記述,および変形,応力,および浸漬構造の変形のLagrange記述を用いた。Diracデルタ関数カーネルとの積分変換はEulerとLagrange変数を結合して,実際に,これらの積分変換の離散化は正則化デルタ関数カーネルを使用する。多くの異なるカーネル関数が提案されているが,方法論の精度に対するカーネル関数の選択の影響を検討する事前数値研究は,特に中間から高Reynolds数,あるいは異なる負荷条件下で,応用における方法の性能を反映しない簡易試験ケースあるいはStokes流れ条件にしばしば制限されてきた。本研究では,非圧縮性Navier-Stokes方程式に対するデカルト格子有限差分法と組み合わせた有限要素構造離散化を用いるIB法の拡張である,浸漬有限要素/差分(IFED)法を用いて,いくつかの流体-構造相互作用ベンチマーク試験における正則化デルタ関数の選択の影響を系統的に研究した。従来のIB法は,構造メッシュのノードから力を広げ,それらのノードに補間速度を広げたが,IFED定式化は,Lagrangeメッシュのノードより高密度になるように選択できる相互作用点の収集に関する正則化デルタ関数を評価する。これは,ノード間隔が規則的デルタ関数のサポートと同等あるいはより広い場合,節点結合スキームにおけるEuler力においてギャップを生成する広いノード間隔を有する構造離散化を用いる可能性を開く。この方法論による以前の研究は,このような粗い構造メッシュが,せん断支配ケースに対して改善された精度をもたらし,さらに,構造メッシュ間隔が増加するとき,精度が向上することを示した。しかし,これらの結果は,構造への実質的な圧力負荷を含まなかった単純な試験事例に限られていた。本研究では,広範囲の試験におけるLagrangeおよびEuler離散化の相対的メッシュ幅の変化の影響を調べた。著者らの結果は,通常課せられた偶数条件を満足するカーネルが,この条件を満足しないカーネルと同じ精度を達成するために,より高い分解能を必要とすることを示した。また,より狭いカーネルは,EulerおよびLagrangeメッシュ間隔の相対的変化に敏感でない結果を与えるという意味で,よりロバストであり,そして,デカルト格子より実質的に粗い構造メッシュは,大きな法線力の場合ではなく,せん断支配ケースに対して高い精度を与えることができることを見出した。パルス重複器におけるウシ心膜生体人工心臓弁の大規模FSIモデルの結果を検証した。Copyright 2022 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： 運動量 ,  *差分法 ,  剪断 ,  相互作用 ,  粘度 ,  内挿法 ,  Stokes流 ,  パルス ,  正則化 ,  数学的変換 ,  δ関数 ,  定式化 ,  ロバスト性
準シソーラス用語： 離散化 ,  Kernel関数 ,  *有限要素 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 浸漬有限要素/差分法 ,  浸漬境界法 ,  流体-構造相互作用 ,  正則化デルタ関数

分類 (2件)： 数値計算  (JE02000J) ,  流体動力学一般  (BC02010G)

タイトルに関連する用語 (4件)： 浸漬 ,  有限要素 ,  差分法 ,  Euler