非線形並列有限要素法

非線形並列有限要素法

FrontISTRの理論・実装・応用
著者名 一般社団法人 日本計算工学会
奥田 洋司
稲垣 和久
竹内 光秀
発行元 丸善出版
発行年月日 2022年01月
判型 A5 210×148
ページ数 256ページ
ISBN 978-4-621-30695-6
Cコード 3353
NDCコード 531
ジャンル 土木・建築 >  シリーズ土木・建築 >  計算力学レクチャーコース
機械・金属・材料
電気・電子・情報工学 >  情報・コンピュータ

内容紹介

 有限要素法は偏微分方程式の汎用的な近似解法であり、計算機の普及とともに、構造解析や流体解析などさまざまなシミュレーションに必要不可欠となっている。また、問題の複雑化、大規模化の要求に応えるために、日進月歩の並列ハードウェアに対応した、ソフトフェアの並列化が進められている。

 こうした並列化対応の有限要素法である並列有限要素法を実践的に活用するため、本書では非線形構造解析のためのオープンソースプログラムであるFrontISTRを用いて解説する。FrontISTRの数理、離散化、並列化戦略などの基本原理から、プログラムの実装と改良の解説、そして近年の潮流であるクラウドコンピューティング事例まで、実用に供する話題を広くカバーしており、非線形並列有限要素法をはじめたい読者が、本書を手にとりながら実践できるような内容となっている。

目次

1 非線形有限要素法
  1.1 連続体力学
  1.2 材料構成則(応力-ひずみ関係式)
  1.3 有限要素法
  1.4 離散化された境界値問題の解法
2 並列有限要素法
  2.1 なぜ並列なのか?
  2.2 HEC-MW を基盤とする FrontISTR
  2.3 FrontISTR の並列化戦略
3 非線形静解析のプログラム
  3.1 FrontISTR の基礎
  3.2 メインプログラム:main
  3.3 非線形静解析:analysis/static
4 要素計算のプログラム:lib および lib/elements
  4.1 要素ライブラリの概要
  4.2 3次元ソリッド要素の応力解析:static_LIB_3d.f90
  4.3 形状関数ライブラリ:elements.f90
5 材料構成則のプログラム:lib および lib/physics
  5.1 材料ライブラリ概要
  5.2 線形弾性材料
  5.3 超弾性材料
6 FrontISTR のカスタマイズ
  6.1 解析制御データの読み込み
  6.2 出力変数の追加
  6.3 要素タイプの追加
  6.4 材料構成則の追加
7 利用環境
  7.1 FrontISTR の利用方法
  7.2 FrontISTR の開発方法
8 FrontISTR のクラウド利用
  8.1 Amazon Web Services での FrontISTR 利用方法
  8.2 FrontISTR 実行例

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