流体-構造連成解析


東京大学生産技術研究所 加藤千幸教授のもとで開発された、汎用乱流解析ソフトウェア「FrontFlow/blue」、東京大学新領域創成科学研究科 奥田洋司教授のもとで開発された、大規模構造解析用ソフトウェア「FrontISTR」、および東京大学大学院工学系研究科吉村忍教授のもとで開発された「REVOCAP」を用いた解析事例を紹介いたします。

なお、本事例は東大生研「イノベーション基盤シミュレーションソフトウェアの研究開発」プロジェクトの成果物です。(本PJにASTOMが参画しています。)

風車翼の流体-構造連成解析

風車翼(水平軸のプロペラ型)を対象に流体-構造双方向連成解析
・流体解析ソルバー:FrontFlow/blue
・構造解析ソルバー:FrontISTR
・連成解析システム:Revocap

流体解析モデル

構造解析モデル

構造解析単体解析結果

遠心力の付与時の変位と応力分布(構造解析単体)
角速度:5.33rad/sec=50.9rpm 周速:80m/sec

連成解析結果

水平中央断面と翼垂直断面の当値図

流体力時刻歴

周波数分布

・周波数: 
一方向連成解析で見られた回転数0.848Hzの倍数のピークは生じていない
双方向解析のため、構造側野1次固有モード(1.54Hz)の影響が若干現れている。

・平均流体力:
回転方向約12N、流れ方向約1.26×104で、一方向連成の場合に比べ15%程度大となった。