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講演抄録/キーワード
講演名 2016-03-09 13:27
薄膜と液状内容物との双方向連成を考慮した破裂のビジュアルシミュレーション
佐原淳允藤代一成慶大
抄録 (和) 風船やクッションなどの薄膜で覆われたオブジェクトの破裂表現は,日常頻繁に見られる現象であるが,正確にモデリングされた例はまだ報告されていない.そこで本研究では,破裂を『薄膜に拘束されていた液状内容物が,薄膜の破壊によって流出し,飛沫を発生させながら飛び散る』現象と定義し,モデリングを試みた.特に,内容物から薄膜への影響だけでなく,薄膜から内容物への影響も正確に表現する双方向のモデルの構築を目指す.具体的なシミュレーション手法として,薄膜を三角形要素,内容物を四面体要素で記述し,応力の計算に有限要素法を使用する.本研究のモデルでは,メッシュの境界面が陽に構築されているため,衝突や摩擦などの表面の相互作用の計算を厳密に定義することができる.また,各タイムステップの最後には,計算精度の向上や,もっともらしい破片生成のために要素のリメッシングを行う.提案手法では,薄膜の破壊が引き金となり,破裂が発生するという,既存の数値計算モデルでは表現できない現象をシミュレーションすることが可能であることを,実物の高速撮影ビデオとの定性的比較により明らかにした. 
(英) Bursts of objects enclosed by thin films, such as balloons and cushions, are ubiquitous in our daily life while accurate models to simulate such phenomena have not been well studied yet. In this study, burst was defined as omnidirectional splashing outflow of content liquid accompanied with many droplets owing to break of the enclosing film, and a designated computational model was developed. The salient feature of the proposed model lies in its two-way coupling simulation, which takes into account the effects from the deformed thin films to the dynamics of the content liquid, and vice versa. Specifically, finite element analysis was used for stress computation with representation schemes to discretize the thin films and content liquid into triangular and tetrahedral elements, respectively. Since triangular and tetrahedral meshes provide the explicit boundary surfaces, they can strictly define the computation of collision and friction. After each of the time-steps, re-meshing is carried out for maintaining the accuracy of the simulation together with plausible fraction generation. Through the qualitative comparison with the high-speed camera video, it was empirically proven that the proposed model can accurately simulate bursts triggered by breaking thin films, which has not been realized by any other existing numerical schemes.
キーワード (和) 破裂 / 薄膜 / 双方向連成 / / / / /  
(英) Burst / Thin film / Two-way coupling / / / / /  
文献情報 映情学技報, vol. 40, no. 11, AIT2016-51, pp. 37-40, 2016年3月.
資料番号  
発行日 2016-03-02 (AIT) 
ISSN Print edition: ISSN 1342-6893  Online edition: ISSN 2424-1970
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研究会情報
研究会 AIT IIEEJ AS  
開催期間 2016-03-09 - 2016-03-09 
開催地(和) 東京工芸大学 中野キャンパス 
開催地(英) Tokyo Polytechnic Univ. 
テーマ(和) 映像表現・芸術科学フォーラム2016 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 IIEEJ 
会議コード 2016-03-AIT-IIEEJ-AS 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 薄膜と液状内容物との双方向連成を考慮した破裂のビジュアルシミュレーション 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Visual Simulation of Burst Taking into Account Two-way Coupling of Thin Films and Content Liquid 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 破裂 / Burst  
キーワード(2)(和/英) 薄膜 / Thin film  
キーワード(3)(和/英) 双方向連成 / Two-way coupling  
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キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 佐原 淳允 / Akichika Sahara / サハラ アキチカ
第1著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 藤代 一成 / Issei Fujishiro / フジシロ イッセイ
第2著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
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講演者
発表日時 2016-03-09 13:27:00 
発表時間 12 
申込先研究会 IIEEJ 
資料番号 ITE-AIT2016-51 
巻番号(vol) ITE-40 
号番号(no) no.11 
ページ範囲 pp.37-40 
ページ数 ITE-4 
発行日 ITE-AIT-2016-03-02 


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