土木・地盤分野特化 FEM動的解析受託サービス

プリプロセス(条件設定・モデルの構築)

解析の精度と信頼性を担保するための、最も重要な初期工程です。お客様からいただいた資料を基に、解析に必要な全ての情報を整理・設定します。

  1. 解析条件の確認とモデル化の提案
    • 解析目的、対象構造物、地盤条件、評価に必要な結果についてヒアリングし、最適な解析モデル化(2次元/3次元、解析範囲など)を提案します。
    • メッシュ範囲やモデル化手法、必要な計算精度などについて相互に確認し、設計指針に適合させます。
  2. 物性設定に必要な資料確認
    • 地盤調査ボーリングデータ、室内・現場試験資料(土質試験、液状化強度試験など)を確認し、使用する材料定数や構成則パラメータを決定します。
  3. 必要な結果(アウトプット)の確認
    • 最終報告書に含めるべき変形図、コンター図、時刻歴出力など、設計照査に必要な出力項目を明確にします。

モデル作成・設定(メッシュ・物性・条件の決定)

プリプロセスで決定した方針に基づき、地盤モデルを構築し、解析の条件を設定します。

  1. メッシュの作成と最適化
    • 解析対象の形状や着目する範囲(応力集中部など)に合わせて、要素の種類とメッシュ間隔を適切に設定し、計算精度を確保します。
  2. 地盤物性の詳細設定
    • 簡易的な基本物性設定に加え、試験結果に適合させた非線形特性を設定します。
    • 特に重要となる液状化パラメータについて、以下の手法から選択し、地盤の挙動を再現します。
      • 簡易設定(既存データからの適用)
      • 液状化強度特性に適合させた設定
      • 液状化強度特性に加え、ひずみの伸び特性に適合させた高度な設定
  3. 荷重・境界条件・波形・ステップの設定
    • 地盤や構造物の拘束条件、入力地震動波形(加速度時刻歴波形)を設定・入力します。
    • 入力波形については、スペクトル(応答スペクトル)による目標波形とのチェックや、必要に応じた補正を実施します。
    • 解析の安定性を考慮した解析ステップ(時間刻み幅)を設定します。

ソルブ(解析計算の実行)

構築したモデルを基に、長時間の動的解析計算を効率よく実行します。

  1. 高性能計算環境による実行
    • 並列処理に対応した高性能PCを使用し、迅速な解析を実現します。
    • 解析プランに応じて、最大12ケースの同時投入(バッチ処理)などを行い、多岐にわたるケーススタディやパラメータスタディに迅速に対応します。
  2. 計算の監視と収束性の確認
    • 計算過程を随時監視し、不安定性や収束不良が発生しないかチェックし、信頼性の高い結果を得ます。

ポストプロセスと報告(結果のまとめ・考察・提案)

計算結果を分かりやすく整理・可視化し、地盤工学的な知見に基づく評価と、対策の提案を行います。

  1. 主要結果の可視化
    • 地震後の地盤の挙動を示す変形図、せん断ひずみコンター図、過剰間隙水圧比コンター図などを分かりやすく作成します。
  2. 定量的なデータ出力
    • 任意の箇所(要素、節点)における時刻歴出力(テキストデータ)を提供します。
    • エクセルによる分布図や一覧表として、最大値や残存値など、設計照査に必要な数値をまとめます。
  3. 解析結果の考察と提案
    • 結果が示す地盤の応答(液状化発生範囲、せん断破壊の可能性、沈下量など)について、地盤工学的な観点から深く考察します。
    • 問題が確認された場合は、具体的な対策工法や設計変更の方向性についてご提案いたします。