古いフォルダ漁ってたら、なんか2年くらい前に調べたメモがあったので
それをそのまま。
物理シミュレーションについて
連続体の振動解析においての問題点は,対象となる構造物の形状や
境界条件が複雑になるほど連立方程式を導くのが困難となり,
事実上解析が不可能となる点.
このような場合,構造物を連続体として取り扱うのではなく,
差分法や有限要素法等を用いて分割(離散化)して考える必要がある.
有限要素法とは
物体を仮想的に有限の大きさの要素に分割,
すなわち領域全体の支配方程式を比較的単純で共通な補間関数を持つ
小領域に分割することで,解析をしやすくする方法.
個々の要素に対する荷重と変位の関係がわかっていれば,
構造全体の特性を導き,解析すること出来る.
つまり,実際には複雑な形状・性質を持つ物体を,
単純な形状・性質の小部分(要素)に分割し,その1つ1つの要素の特性を,
数学的な方程式を用いて近似的に表現した後,この単純な方程式を組み合わせ,
すべての方程式が成立する解を求めることによって,
全体の挙動を予測しようとするものである.現在最もメジャーな方法である.
有限要素法の利点
1) 構造体の形状が複雑であったり,
複数の材料で構成されたものにでも簡単に適用することができる.
2) 各種の条件に対して,全く同様の計算手法で解析ができるため,
容易に汎用的なプログラムを作ることができる.
3) プログラム化された有限要素法は,利用者には原理や理論の理解なしに
ブラックボックスとして非常に容易に利用することができる.
4) 原理が比較的簡単で,理解しやすく,異なる種類の解析に対し,
部分的なルーチン交換の他は,ほとんど同様の手法で適用できる.
粒子法とは
メッシュを用いず(格子分割を行わず)粒子によって連続体の運動方程式を
離散化する方法で,自由液面の複雑な挙動などを扱いやすい.
粒子の運動は単純な運動方程式を取り入れるだけでシミュレーションとして
成り立つことが出来る.
プリプロセッサの概要
粒子法では格子分割を行わない代わりに粒子の初期位置を決める必要がある.
粒子の初期位置は非圧縮条件を満足するように,すなわち,粒子数密度が
一定となるように決定する.全くランダムに粒子を配置して粒子数密度を一定と
するのは困難だが,ある程度規則的に配置することで比較的容易に
粒子配置を決めることができる.
粒子法の利点
・格子生成の手間が不要
・移動境界問題への的要請に優れている
・自由液面の取り扱いが容易
・液体-構造連成問題への的要請に優れている
有限要素法では計算不可能な自然対流も粒子法によって計算することが出来る.
物理法則を手軽に体感出来る”Phun”というソフトでは,
水の表現をこの粒子法で行っていると考えられる.
・・色々怪しいけど最後の一文がものすごく怪しい。