有限要素コード、CFDコードを使用して、構造と 流体パワープラント部品を個々に解析をする方法はもちろんすでに確立されています。しかし、FSIでの解析実行もまた非常に重要です。FSI解析では、構 造と流体間の完全に連成した相互作用を考慮します。個々に行った解析では保存則を満たすこともありますが、満たさない結果を出すことも多くあります。

今回のニュースではForsmark 原発機のFSI解析で得られた結果を紹介します。これらの結果はスウェーデンのForsmarks Kraftgrupp ABから提供されたものです。

今回取り扱ったのは、図にあるような容器です。上 のムービーは有限要素モデルの内側です。

解析者から問題にされたのは、流体のモデル化で す。流体をナビエ-ストークス流体でモデル化するべきか、非線形の非粘性流体の条件で十分なのか、音響流体（非粘性＆微小変形）と仮定できるのか、という 問題です。これらに回答するために、ADINAでは、様々な流体の条件を直接使えます。そしてその効果は、予測される応答において評価することが出来ま す。

今回の解析のようなケースでは、流体を音響流体と みなす ことは適切とわかりました。しかし、流体と構造の完全連成されたモデル化がされるべきです。以下のグラフでは、別の解析における代表的な結果 とそれに対応する 実験データを比較しています。

パイプが破断したときの容器のFSI解析を以下の 条件で行いました。

下のムービーは動的変位の大きさと、炉心シュラウ ドにおいて予想される動的平均応力です。

ADINAの有用性は明らかです。まず第一に、構 造と流体における様々な複雑な事象を簡単な仮定にすることができ、これらの仮定の効果を検証することができます。第二に、求められる解析が効果的に実施さ れるということです。

ここで求められる動的解析は、最終的な完全連成 FSIモデルはPCで3時間以内の計算時間で解くことが出来ます。このように解析時間が短いため、例えば荷重や境界条件を変えて考察するパラメトリックス タディに使うことが出来ます。