* Code_Aster [#i93beebb]

 この資料は公開されている英文資料を柴田が学術目的のために非公式に和訳しているものです

Code_Aster:研究開発用の構造力学および熱力学の数値解析システム
公式サイト:http://www.code-aster.org

開発:EDF・フランス電力公社(研究&開発)

** Code_Asterの解析機能 [#ma3b32dd]

Code_Asterは、マルチフジックスの解析手法やモデリング手法に対応したフルセットの機能を提供しています。
このCode_Asterは、熱力学解析プログラムの基本機能を超えるような高度な機能を備えています。
たとえば、地震応答解析をはじめ、多孔質材料における音響解析、機械部品の疲労解析、確率論的な動的解析、などがあります。
これらの解析において、モデリングや解析手法や解析ソルバは、継続的に改良が続けられ、最終的な完成状態では、
120万行のソースコードと200の解析機能を実現しています。
このシステムは強い意志のものでオープンな状態で開発され、様々な関連システムと連携を取りながら統合し、
様々な手段を用いて開発を進めています

■対象挙動

>構造力学  ・静的解析、疑似静的、線形現象やそのほか ・動的解析、線形現象とそのほか(実挙動とモード) ・破壊現象、損傷現象、疲労現象 ・地盤構造、流体構造連成、地盤流体構造の複合連成~
>熱力学  ・定常現象、過渡現象、線形現象やそのほか ・固定座標系や移動座標系~
>関連する現象  ・音響解析 ・冶金学 ・水和反応と乾燥

■解析形式

・標準的な解析 ・フーリエモードへの分解 ・部分構造による解析 ・マルチスケール問題の重ね合わせ ・条件に適合するメッシュ ・条件に対する感度解析 ・関数近似と最適化 ・力学的信頼性解析

■マルチフィジックス

>熱を伴う材料の挙動  ・水和反応や乾燥現象 ・金属学的挙動~
>力を伴う材料の挙動  ・熱現象 ・冶金学 ・水和と乾燥~
>連成した材料の挙動  ・発熱と水和との力学現象 ・流体と構造との連成現象
>他の解析システムのとの関連  ・地盤-(流体)-構造の関連挙動(MISS3D)~
>他の解析システムとの連携  ・水力学:Code_Saturne ・熱力学:SYRTHES ・電磁気学:Flux2D/3D ・高速動力学:EUROPLEXUS

■荷重設定

>力学的荷重  ・集中荷重や分布荷重 ・圧力 ・慣性力 ・遠心力 ・強制変位 ・残留歪 ・風圧力~
>熱学的荷重  ・温度 ・直線流やその他 ・強制対流 ・壁の熱貫流 ・ジュール効果による加熱~
>特殊な荷重(追従力、電磁気的荷重、初期状態)

■静的解析や動的解析での非線形性

>幾何学的非線形  ・移動座標系、大変形、大回転 ・追従力 ・増分計算法:変形での弧長増分法、歪での制限値判定 ・除荷とnon-radiality indicator ・接触と摩擦:不連続接触法(有効応力、ペナルティ法、共役勾配法、拡張ラグランジェ法) ・1次座屈~
>材料学的非線形(95種の構成則)  ・線形弾性と非線形弾性 ・非線形超弾性 ・局所的弾塑性や傾斜変化する弾塑性 ・非線形粘弾性 ・局所的または傾斜変化する損傷 ・粘弾塑性 ・冶金学的効果 ・温度や冶金条件や水和や乾燥や流動に関連した材料特性 ・増分的歪 ・コンクリート材料の水和と収縮とクリープ ・地盤材料

■動的解析

>モード解析  ・減衰または非減衰(粘性、履歴、モード) ・直接解析または部分構造解析 ・正規化、フィルタリング、モードパラメータ~
>線形過渡応答  ・直接法 ・モード基準 ・部分構造~
>局所的非線形をもつ過渡応答(モード基準)  ・衝撃 ・摩擦 ・流体中の翼~
>調和応答  ・直接法 ・モード基準 ・部分構造~
>ランダム応答  ・パラメータ分析と確率的な非パラメータ分析 ・統計的処理~
>直接非線形応答  ・陰解法 ・陽解法 ・衝撃 ・塑性と損傷 ・接触と摩擦~
>部分構造解析  ・標準手法または周期的手法 ・モード分析、過渡解析または調和解析~
>地震応答解析  ・衝撃の考慮または多点の支持 ・スペクトルまたは過渡応答の直接線形解析やモード基準での解析 ・モード減衰解析(RCC-G)~
>実験結果の補間計算  ・一時的現象と頻発する現象

■相互作用

>構造−流体の連成  ・構造−非圧縮性流れとの連成;乱流応力 ・振動音響(自由表面)~
>地盤−構造の連成や地盤−液体−構造の連成  ・吸収性境界条件 ・MISS3Dによる頻度連携

■熱解析

>線形と非線形の熱解析  ・相転移 ・水和と乾燥 ・移動座標系表示~
>冶金的変化  ・鋼、ジルコニウム合金 ・相移転硬化解析~
>熱処理と溶接

■地盤力学や土木工学

>コンクリートの構成則(補強鉄筋やプレストレス鉄筋)、地盤材料~
>水和と乾燥、様々な時間スケールでの基本クリープ現象~
>弾塑性挙動における補助的補強またはプレストレス効果:梁、格子、膜~
>クリープとクラックの連成~
>熱流体力学的分析(多孔質材料、有効応力の定式化、構成則の定式化、など)~
>特異な荷重(水素やガスの流れ)~
>掘削手法~
>構造物における、破砕、損傷、疲労、崩壊~
>大域的な放出速度  ・熱弾性係数:G ・熱弾塑性係数:GPとGTP~
>3次元における局所的な放出速度~
>応力集中係数~
>靱性や延性や破砕などのモデル化、これらの初期状態と不安定性~
>特異な荷重の作用~
>局所的な大域的な損傷~
>亀裂のモデル化:接合要素とX-FEM~
>分断する損傷~
>疲労解析  ・荷重履歴 ・計測方法 ・限界既定の応用~
>RCC-M基準の検証~
>周期的な荷重におけるZarka-Casire手法~
>進行性の摩擦~
>極限解析~
>多重結晶構造における局所的手法と大域的手法~

■解析品質の評価

>空間的誤差の指標  ・構造力学 ・熱力学~
>メッシュ最適化、HOMARD法による非最適化~
>より冗長性をもつ有限要素  ・構造力学(非圧縮性) ・熱力学(質点モデル)~
>メッシュ適用度の診断~
>熱力学的時間刻みにおける再配分~
>感度解析  ・力学  ・熱現象  ・材料依存性、荷重と領域検証~
>パラメータ推定  ・材料特性や荷重条件 ・例題試験の活用と数値解析の結果~
>信頼性解析:FORM形式法を用いた限界閾値の超過確率~

■モデリング

>材料特性データのカタログ~
>不整合なメッシュの結合~
>Arlequin法を用いた重ね合わせモデル~
>モデル要素の結合(3次元シェル、梁部材や円管、など)~
>全てのモデルに対応可能な平面応力条件~
>梁特性部材の解析~
>均質化法(複合材料、反復的材料、など)~

■要素ライブラリ(400有限要素)

>構造力学  ・2次元要素、2次元軸対称(フーリエ分解の有無)、3次元要素、非圧縮性)~
>トラス要素、梁要素(単純型またはマルチファイバ型)、円管、板要素、シェル要素、膜要素、ケーブル、離散要素または非変形要素~
>熱力学:2次元、2次元軸対称(フーリエ分解の有無)、3次元要素、シェル要素~
>水和乾燥解析:2次元要素、2次元軸対称、3次元~
>THM連成解析:2次元要素、2次元軸対称、3次元~

■解析ソルバー

>線形解析(LDLT、Multi Frontal、PCG、MUMPS、FETI)~
>非線形解析(Newton法、など)~
>積分方法(Runge-Kutta、Newmark、Adaptatives、など)~
>モード解析(Power、Lanczos、IRAM、など)~
>パラメータ設定の拡張機能:番号変更、記憶形式、予備検討、結果検証、など~

■専用ツール

>配管の積層や継手 ASPIC/ASCOUF~
>流れ生成管 GEVIBUS~

■ソフトウエア環境

>Salomeにおける統合環境~
>プリ・ポスト処理: I-DEASTM、GIBI、Gmsh、ENSIGHT、Xmgrace~
>MED形式にによるデータ変換~
>調査管理ツールと工学問題解決環境: ASTK~
>コマンドファイルエディタと記述確認ツール: EFICAS~
>基盤システムの移植性~
>開発用プログラミング言語: PYTHON  ・反復、試験、検証、などの枠組み ・手法と形式、など ・インタラクティブな解析と可視化(数学的ライブラリ、GUI、スケール表示、など)~

■注目すべきこと

>ソフトウエアの品質保証(独立した妥当性検証、2000のテストケースの参照、13000頁の解説文書、ソースコードの品質、バージョンの管理、など)~
>code-aster.orgのウエブサイトの項目(ダウンロード、オンライン解説文書、情報交換フォーラム、FAQ集、解析例題、など)~
>利用者間のコミュニケーションとネットワーク(季刊雑誌 ASTER'echos'、ユーザークラブ、情報交換のネットワーク、年次大会、GPLライセンスのフリー版Code_Aster)~

** 非線形解析の機能 [#l8c5750f]

工学的な設計評価では、様々な非線形性の考慮が、より一層に必要とされています。
たとえば、材料非線形、幾何学的非線形、接触問題、などです。
解析機能として、DYNA / THER / STAT_NON_LIN などを利用して、
Code_Asterはこれら非線形を考慮した解析機能を提供しています

■非線形解析の操作手順…

■解析能力と成熟過程

■運動学的な非線形性

■力学挙動における非線形性

■接触や摩擦における非線形性


** 地盤材料への対応 [#c680803e]


** コンクリートと土木工学 [#p71e2bfd]


** 破壊や損傷や疲労など [#rcd67090]


** 動的解析 [#b3aef10d]


** マルチスケールからマルチフィジックスへ [#f0a40af6]


** Code_Asterは柔軟でオープンなプログラムです [#xd2c5b0e]


** Code_Asterのウエブサイトとフリー版 [#f3b67152]


** 製品とサービス [#m6bc5243]


** Code_Asterは利用者にやさしいソフトウエアです [#of38cb88]


[[SALOME-Meca紹介]]

トップ   新規 一覧 単語検索 最終更新   ヘルプ   最終更新のRSS