JP7292806B2 - タイヤ周囲の流体解析方法、タイヤ周囲の流体解析システム及びプログラム - Google Patents
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Description
本実施形態に係る流体解析システム1は、タイヤ周囲の流体の挙動をシミュレーションする。具体的に、図1に示すように、流体解析システム1は、メモリ1aと、構造計算部12と、グループ化処理実行部11と、時系列データ取得部13と、流体計算部14と、を有する。流体解析システム1は、更に、モデル生成部10を有してもよい。これら各部10~14は、プロセッサ1b、メモリ1a、各種インターフェイス等を備えたコンピュータ等の情報処理システムにおいてプロセッサ1bが予め記憶されている図14の処理ルーチンを実行することによりソフトウェア及びハードウェアが協働して実現される。
なお、本実施形態では、節点の変位に関する時系列データが上記の変位ベクトルであるとしているが、変位に関するデータであれば、これに限定されず、表現方法は種々変更可能である。
上記システム1を用いたタイヤ周囲の流体解析方法を、図14を用いて説明する。
1又は複数のプロセッサが実行する方法であって、
所定荷重、所定内圧及び所定回転速度を含む解析条件のもとで、接地面に形成された溝20を有するタイヤを複数の要素及び節点で表現した第1モデルM2を転動させ、路面との接触に起因する第1モデルM2の変形を数値計算により算出することと(ST101)、
第1モデルM2における溝20を含むタイヤ外表面を構成する複数の面(F01~F08)に対して、所定の結合条件に合致する2つ以上の連続する面(F01~F04)を1つのグループ面G01とするグループ化処理を実行することと(ST102)、
各々のグループ面G01を構成する最も外側の辺同士の交点にある第1節点P1と、グループ化されていない各々の面(F05~F08)を構成する第2節点P2との変位に関する時系列データを第1モデルM2の変形演算結果から取得することと(ST103)、
タイヤ外表面と路面とを含むタイヤ周囲空間を複数の計算格子セルC1で表した第2モデルを用い、時系列データにおける第1節点P1及び第2節点P2を制御点として計算格子セルC1の位置を変更しつつ計算格子セルC1毎に流体の物理量を演算する流体解析演算を実行することと(ST104)、
を含む。
所定荷重、所定内圧及び所定回転速度を含む解析条件のもとで、接地面に形成された溝20を有するタイヤを複数の要素及び節点で表現した第1モデルM2を転動させ、路面との接触に起因する第1モデルM2の変形を数値計算により算出する構造計算部12と、
第1モデルM2における溝20を含むタイヤ外表面を構成する複数の面(F01~F08)に対して、所定の結合条件に合致する2つ以上の連続する面(F01~F04)を1つのグループ面G01とするグループ化処理を実行するグループ化処理実行部11と、
各々のグループ面G01を構成する最も外側の辺同士の交点にある第1節点P1と、グループ化されていない各々の面(F05~F08)を構成する第2節点P2との変位に関する時系列データを第1モデルM2の変形演算結果から取得する時系列データ取得部13と、
タイヤ外表面と路面とを含むタイヤ周囲空間を複数の計算格子セルC1で表した第2モデルを用い、時系列データにおける第1節点P1及び第2節点P2を制御点として計算格子セルC1の位置を変更しつつ計算格子セルC1毎に流体の物理量を演算する流体解析演算を実行する流体計算部14と、
を備える。
本実施形態のシステムのように、第1モデルM2は、溝20を形成する溝壁面に包囲される溝空間に配置される溝空間要素30を有し、時系列データ取得部13は、第1節点P1と、第2節点P2と、溝空間要素30を構成する全節点のうちの少なくとも一部の第3節点P3との変位に関する時系列データを第1モデルM2の変形演算結果から取得し、流体計算部14は、時系列データにおける第1節点P1、第2節点P2及び第3節点P3を制御点とすることが好ましい。
これらプログラムを実行することによっても、上記方法の奏する作用効果を得ることが可能となる。
12 構造計算部
13 時系列データ取得部
14 流体計算部
20 溝
30 溝空間要素
M2 タイヤ有限要素法モデル(第1モデル)
C1 計算格子セル
Gp1 第1面群
Gp2 第2面群
Claims (17)
- 1又は複数のプロセッサが実行する方法であって、
所定荷重、所定内圧及び所定回転速度を含む解析条件のもとで、接地面に形成された溝を有するタイヤを複数の要素及び節点で表現した第1モデルを転動させ、路面との接触に起因する前記第1モデルの変形を数値計算により算出することと、
前記第1モデルにおける溝を含むタイヤ外表面を構成する複数の面に対して、所定の結合条件に合致する2つ以上の連続する面を1つのグループ面とするグループ化処理を実行することと、
各々の前記グループ面を構成する最も外側の辺同士の交点にある第1節点と、グループ化されていない各々の面を構成する第2節点との変位に関する時系列データを前記第1モデルの変形演算結果から取得することと、
タイヤ外表面と路面とを含むタイヤ周囲空間を複数の計算格子セルで表した第2モデルを用い、前記時系列データにおける前記第1節点及び前記第2節点を制御点として前記計算格子セルの位置を変更しつつ前記計算格子セル毎に流体の物理量を演算する流体解析演算を実行することと、
を含む、タイヤ周囲の流体解析方法。 - 前記タイヤ外表面を構成する各々の面は、第1面群又は第2面群のいずれかに属し、
タイヤ軸を中心として回転対称となる外表面は、前記第1面群に属し、
タイヤ軸を中心として回転対称とならない外表面は、前記第2面群に属し、
前記グループ化処理は、前記第1面群に属する面に対して実行され、前記第2面群に属する面に対して実行されない、請求項1に記載の方法。 - 前記路面と接触する候補である節点で構成される接触面と、前記溝を形成する溝壁面とは、前記第2面群に属する、請求項2に記載の方法。
- 前記タイヤは、前記溝を複数有し、
前記複数の溝の底を結ぶ仮想線よりもタイヤ径方向外側にある外表面は、前記第2面群に属する、請求項2又は3に記載の方法。 - 前記接地面及び前記溝を有するトレッド部として定義された部材の外表面は、前記第2面群に属し、
前記トレッド部よりもタイヤ径方向内側にあるボディ部として定義された部材の外表面は、前記第1面群に属する、請求項2~4のいずれかに記載の方法。 - 前記所定の結合条件は、互いに隣接する面同士が平行であること、又は、互いに隣接する面同士が平行状態に対して所定角度内にあることのいずれかを含む、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
- 前記第1モデルは、前記溝を形成する溝壁面に包囲される溝空間に配置される溝空間要素を有し、
前記時系列データを取得することは、前記第1節点と、前記第2節点と、前記溝空間要素を構成する全節点のうちの少なくとも一部の第3節点との変位に関する時系列データを前記第1モデルの変形演算結果から取得し、
前記流体解析演算を実行することは、前記時系列データにおける前記第1節点、前記第2節点及び前記第3節点を制御点とする、請求項1~6のいずれかに記載の方法。 - 前記溝空間要素のヤング率は、前記接地面を形成する要素に設定されるヤング率の1/10000以上且つ1/1000以下に設定されると共に、前記溝空間要素のポアソン比が0±0.01に設定されている、請求項7に記載の方法。
- 所定荷重、所定内圧及び所定回転速度を含む解析条件のもとで、接地面に形成された溝を有するタイヤを複数の要素及び節点で表現した第1モデルを転動させ、路面との接触に起因する前記第1モデルの変形を数値計算により算出する構造計算部と、
前記第1モデルにおける溝を含むタイヤ外表面を構成する複数の面に対して、所定の結合条件に合致する2つ以上の連続する面を1つのグループ面とするグループ化処理を実行するグループ化処理実行部と、
各々の前記グループ面を構成する最も外側の辺同士の交点にある第1節点と、グループ化されていない各々の面を構成する第2節点との変位に関する時系列データを前記第1モデルの変形演算結果から取得する時系列データ取得部と、
タイヤ外表面と路面とを含むタイヤ周囲空間を複数の計算格子セルで表した第2モデルを用い、前記時系列データにおける前記第1節点及び前記第2節点を制御点として前記計算格子セルの位置を変更しつつ前記計算格子セル毎に流体の物理量を演算する流体解析演算を実行する流体計算部と、
を備える、タイヤ周囲の流体解析システム。 - 前記タイヤ外表面を構成する各々の面は、第1面群又は第2面群のいずれかに属し、
タイヤ軸を中心として回転対称となる外表面は、前記第1面群に属し、
タイヤ軸を中心として回転対称とならない外表面は、前記第2面群に属し、
前記グループ化処理は、前記第1面群に属する面に対して実行され、前記第2面群に属する面に対して実行されない、請求項9に記載のシステム。 - 前記路面と接触する候補である節点で構成される接触面と、前記溝を形成する溝壁面とは、前記第2面群に属する、請求項10に記載のシステム。
- 前記タイヤは、前記溝を複数有し、
前記複数の溝の底を結ぶ仮想線よりもタイヤ径方向外側にある外表面は、前記第2面群に属する、請求項10又は11に記載のシステム。 - 前記接地面及び前記溝を有するトレッド部として定義された部材の外表面は、前記第2面群に属し、
前記トレッド部よりもタイヤ径方向内側にあるボディ部として定義された部材の外表面は、前記第1面群に属する、請求項10~12のいずれかに記載のシステム。 - 前記所定の結合条件は、互いに隣接する面同士が平行であること、又は、互いに隣接する面同士が平行状態に対して所定角度内にあることのいずれかを含む、請求項9~13のいずれかに記載のシステム。
- 前記第1モデルは、前記溝を形成する溝壁面に包囲される溝空間に配置される溝空間要素を有し、
前記時系列データ取得部は、前記第1節点と、前記第2節点と、前記溝空間要素を構成する全節点のうちの少なくとも一部の第3節点との変位に関する時系列データを前記第1モデルの変形演算結果から取得し、
前記流体計算部は、前記時系列データにおける前記第1節点、前記第2節点及び前記第3節点を制御点とする、請求項9~14のいずれかに記載のシステム。 - 前記溝空間要素のヤング率は、前記接地面を形成する要素に設定されるヤング率の1/10000以上且つ1/1000以下に設定されると共に、前記溝空間要素のポアソン比が0±0.01に設定されている、請求項15に記載のシステム。
- 請求項1~8のいずれかに記載の方法を1又は複数のプロセッサに実行させるプログラム。
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