正則化された速度再構成による浸漬界面法の堅牢性の向上

科学分野:

• 計算力学
• 流体-構造連成（FSI）モデリング

背景:

• 堅牢で効率的な流体-構造連成（FSI）アルゴリズムの開発は、正確な計算力学にとって重要です。
• 既存の浸漬界面法（IIM）は、制限的なメッシュ係数比に直面しており、複雑な形状の計算コストが増加します。

研究 の 目的:

• IIMにおける速度補間演算子の安定化戦略を考案し、メッシュ比の制限を克服すること。
• 複雑な形状や動的条件に対するFSIシミュレーションの適用性と効率を向上させること。

主な方法:

• チホノフ正則化に着想を得た速度補間演算子の安定化戦略を導入しました。
• 定常界面およびFSIモデル（剛体ダイナミクス、弾性力学構造）を備えたベンチマーク問題を使用して有効性を評価しました。

主要な成果:

• 安定化された速度補間演算子により、構造から流体へのグリッドサイズ比の範囲が広がります。
• 精度と流れのダイナミクスは、緩和されたメッシュ比制約の影響を受けません。
• この方法は、複雑な3D形状と多様な工学アプリケーションをモデル化することに成功しています。

結論:

• 安定化されたIIMは、複雑な形状や動的条件を持つFSI問題に対して、堅牢で実用的なソリューションを提供します。
• この進歩により、計算力学におけるIIMの適用範囲が大幅に広がります。