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複雑地形のメッシュ作成

地殻変動解析におけるメッシュ作成

複雑な地形や地層、断層、構造物も考慮し、数千万~数億自由度の大規模な解析を高精度に行うためには、メッシャーに求められる要求も高くなります。

そこで、弊社で取り扱いをする製品の中でも、特に六面体メッシュに強く、メッシュの修正やメッシュの細分化、粗大化、メッシュ品質向上のためのさまざまな機能を持つ高性能ハイエンドメッシャーANSYS ICEM CFDと連携することとしました。

以下のモデルは、関東平野の複雑な地形データです。

bosaigijutu.png

データ提供: 防災技術株式会社


このような地形のメッシュ分割には、特に六面体要素でのメッシュ作成には、大規模かつ複雑形状に対応したハイエンドなメッシュ生成ツールが必要となります。

以下のモデルは、非常に簡単なモデルですが、こういった曲面が接線から自然に伸びている、同一局面上の端の部分は、通常のメッシュ作成の方法ではつぶれてしまい、計算精度が悪くなってしまいます。

chikei_1.png
しかし、ANSYS ICEM CFDを用いることで、ほんの数分で以下のような品質のいいメッシュが作成できます。

chikei_2.png
また他にも、断層と地層が鋭角に交差している部分、断層と断層が近い位置で斜めに位置している場合、厚い層の中に、薄い層が混じっている部分など、メッシュ作成において困難な部分において利用可能です。


ICEM Mesh.jpg

地震ハザードステーション(J-SHIS)から直接モデルとメッシュ作成

防災科学技術研究所が公開している地震ハザードステーション(J-SHIS)からデータを抽出し、地形や地下構造をモデル化、有限要素メッシュを作成するシステムを開発いたしました。

今まで断層震源モデル、地下構造モデルなどの膨大なデータが含まれているJ-SHISから、地形や地下構造を抽出し、広域大規模な解析用モデルを作成し、地形や地下の層構造に沿ったメッシュを作成するのは非常に手間のかかる作業でした。

そこで弊社で取扱いのある高性能メッシュ生成ツールANSYS ICEM CFDを拡張する形で、有限要素モデルを作成するシステムを開発しました。J-SHISから自動的に層境界のデータを抽出し、大規模な地形や地下構造をモデル化することが可能です。
J-SHIS.png

さらにANSYS ICEM CFDの多機能なメッシュ生成機能を用いて、四面体、五面体、六面体、それらの混在したメッシュを作成、地形や層境界を忠実に再現し、不均質な地下構造を考慮して有限要素解析用のモデルを作成することができます。
本システムにより、国土地理院の地域区分を指定することで、日本全国どの地域でも、自由に地形と地下構造をモデル化し、広域な有限要素解析用モデルを作成することが可能となります。

詳細情報

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