ハイブリッドな粉粒体シミュレーション手法の開発

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2018-10-31
• タイトル: ハイブリッドな粉粒体シミュレーション手法の開発
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Developing a Hybrid Method for Simulating Granular Media
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 一般セッション3
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 東京大学／Columbia University
• 著者所属: Columbia University
• 著者所属: Columbia University
• 著者所属: Massachusetts Institute of Technology
• 著者所属: Massachusetts Institute of Technology
• 著者所属: Columbia University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): The University of Tokyo / Columbia University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Columbia University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Columbia University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Massachusetts Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Massachusetts Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Columbia University
• 著者名: 楽, 詠灝; Breannan, Smith; Peter, Yichen Chen; Maytee, Chantharayukhonthorn; Ken, Kamrin; Eitan, Grinspun
• 著者名(英): Yonghao, Yue; Brennan, Smith; Peter, Yichen Chen; Maytee, Chantharayukhonthorn; Ken, Kamrin; Eitan, Grinspun
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本稿では，個別要素と連続体要素のいいとこどりをした，ハイブリッドな粉粒体のシミュレーション手法を提案する．個々の粒子をモデリングする個別要素によるアプローチは，モデルの一般性や得られる結果の詳細さにおいて連続体モデリングよりも優れているが，大スケール系における計算コストが高いという弱点がある．一方で，粒子集団を連続体としてモデリングするアプローチは，大きなスケールの現象を扱えるが，表現できる力学的特性や詳細さが限られるという弱点がある (例えば，細い開口部で詰まる現象を再現できない)．そこで，提案法では，個別要素と連続体要素を組み合わせた連成シミュレーション手法を提案する．提案法では，シミュレーション領域を，個別要素領域，連続体要素領域，およびそれらが重なり合う連成領域に分割し，連成領域では質量場を個別要素側と連続体要素側に分割し，速度が一致するように，ラグランジュの未定乗数による拘束を課す．また，充填率や距離ベースのオラクルを用いて連成領域を動的に決定し，均質化やエンリッチメントによって個別要素と連続体要素間の切り替えを行う．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: We propose a hybrid method for simulating granular materials that exploits the strengths of discrete and continuum treatments. Discrete element approaches model each grain and the contacts between them individually, and are superior to the continuum counterpart, in terms of the model generality and the level of details of the results, but they typically have difficulties in handling large scale phenomena. In contrast, continuum element approaches model a collection of grains as a single continuum element, and are able to handle large scale phenomena, but are limited in the level of details of the results and in the mechanical properties they can reproduce (e.g., typical continuum treatment fails to capture the clogging of the medium around a small opening region). We propose a novel hybrid technique that combines both discrete and continuum elements. We split the simulation domain into discrete regions, continuum regions, and reconciliation zones where discrete and continuum elements coexist. In the reconciliation zone, we split the mass and make use of Lagrange multipliers to couple the discrete and continuum elements such that their velocities agree with each other. We determine the transition zones dynamically based on a distance based oracle, and make use of homogenization and enrichment operations to switch between discrete and continuum elements.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11131797
• 書誌情報: 研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア（CVIM）; 巻 2018-CVIM-214, 号 12, p. 1-8, 発行日 2018-10-31
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8701
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会