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公開番号2025050526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159372
出願日2023-09-25
発明の名称計算システム、計算方法及び計算プログラム
出願人株式会社大林組
代理人個人,個人
主分類E02D 1/00 20060101AFI20250328BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】収束計算を行なうための計算システム、計算方法及び計算プログラムを提供する。
【解決手段】計算システムA1は、収束計算の計算結果を記録した計算結果記憶部22と、収束計算を行なう制御部21と、を備える。そして、制御部21が、入力値を初期値として用いた収束計算における計算結果を計算結果記憶部22に記録する。制御部21が、計算結果記憶部22に記録された入力値及び計算結果を教師情報として、入力値から計算結果を予測する学習モデルを生成する。制御部21が、新規入力値を学習モデルに入力して、予測結果を取得し、予測結果を用いた収束計算により、新規入力値に対する計算結果を算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
収束計算の計算結果を記録した計算結果記憶部と、
収束計算を行なう制御部と、を備えた計算システムであって、
前記制御部が、
入力値を初期値として用いた収束計算における計算結果を前記計算結果記憶部に記録し、
前記計算結果記憶部に記録された入力値及び前記計算結果を教師情報として、前記入力値から前記計算結果を予測する学習モデルを生成し、
新規入力値を前記学習モデルに入力して、予測結果を取得し、
前記予測結果を用いた収束計算により、前記新規入力値に対する計算結果を算出することを特徴とする計算システム。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
収束計算の計算結果を記録した計算結果記憶部と、
収束計算を行なう制御部と、を備えた計算システムを用いて、計算を行なう方法であって、
前記制御部が、
入力値を初期値として用いた収束計算における計算結果を前記計算結果記憶部に記録し、
前記計算結果記憶部に記録された入力値及び前記計算結果を教師情報として、前記入力値から前記計算結果を予測する学習モデルを生成し、
新規入力値を前記学習モデルに入力して、予測結果を取得し、
前記予測結果を用いた収束計算により、前記新規入力値に対する計算結果を算出することを特徴とする計算方法。
【請求項３】
収束計算の計算結果を記録した計算結果記憶部と、
収束計算を行なう制御部と、を備えた計算システムを用いて、計算を行なうプログラムであって、
前記制御部を、
入力値を初期値として用いた収束計算における計算結果を前記計算結果記憶部に記録し、
前記計算結果記憶部に記録された入力値及び前記計算結果を教師情報として、前記入力値から前記計算結果を予測する学習モデルを生成し、
新規入力値を前記学習モデルに入力して、予測結果を取得し、
前記予測結果を用いた収束計算により、前記新規入力値に対する計算結果を算出する手段として機能させることを特徴とする計算プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、収束計算を行なうための計算システム、計算方法及び計算プログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、構造物に力が印加された場合の終局状態へ至るまでの挙動を推定するために、材料構成則に応じた多数の解析式を連立させて計算を行なう。特に、地盤系材料は、変形の小さい段階から強い非線形挙動を示し、強度と剛性が材料周辺の拘束圧に依存するとともに、せん断変形に伴い体積変化するダイレイタンシー現象を有している。
【０００３】
しかしながら、多数の解析式を連立させて解く場合、整合性を保った状態で計算を進めることは困難である。更に、各解析式の計算結果から生じる多数の誤差により、計算が容易に破綻することがある。このため、ニュートンラプソン法に代表される収束計算により、これらの誤差を解消しながら計算を進める方法が広く用いられる。例えば、構造物が存在する地盤を対象として、地震で発生した液状化後の地盤および構造物の変形量を予測するための地盤・構造物変形量予測方法も検討されている（例えば、特許文献１を参照。）。この文献に記載された地盤・構造物変形量予測装置は、初期応力状態および地盤・構造物変形量計算ステップで計算した変形量に基づいて液状化後の地盤の等価な弾性係数を計算する。次に、弾性係数に基づいて所定の解析手法を実行することにより、弾性係数に対応する地盤および構造物の変形量を決定する。次に、計算した変形量に収束したか否かを判定する。収束しないと判定された場合、弾性係数を変更する。変更した弾性係数に基づいて、収束すると判定されるまで、地盤・構造物変形量決定ステップを繰り返すことで、最終的に液状化後の地盤および構造物の変形量を計算する。
【０００４】
また、古典的な弾塑性構成則から発展した下負荷面モデルも検討されている。この下負荷面モデルでは、現応力点を通る、降伏面に相似形な下負荷面が存在することを仮定する。ここで、降伏面に応力が近づこうとするときに、降伏面に達していなくとも塑性変形が生じるとともに、その塑性変形の変化量は、下負荷面の大きさと降伏面の大きさとの比に依存していると仮定の下で、応力とひずみとの関係を計算する。
【０００５】
更に、降伏状態からの除荷過程では、下負荷面が縮退するとともに、その後、逆負荷や再負荷に伴って下負荷面が拡大する。このため、増分ステップ内で除荷を経て逆負荷が生じる場合には、一般的な弾性予測子に基づく負荷判定法では適切な判定ができないため、応力計算の精度が低下する。そこで、下負荷面が除荷過程で点に縮退する弾性プロセスをサブステップにより取り扱うリターンマッピング手法に基づく収束計算アルゴリズムを導入する技術も検討されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００６－２９１５７２号公報
【非特許文献】
【０００７】
井口拓哉他、”弾性予測子／リターンマッピングによる拡張下負荷面モデルの応力計算における負荷判定法の改良”，［online］，２０１７年，公益社団法人土木学会，土木学会論文集Ａ２（応用力学），７３巻，２号（応用力学論文集Ｖｏｌ．２０），Ｉ＿３６３－Ｉ＿３７５，＜https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejam/73/2/73_I_363/_pdf/-char/ja＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、最先端の弾塑性構成則においては、計算結果が満たすべき前提条件に適合するように計算するために、複雑な収束計算アルゴリズムを使用することが一般的となっている。特に、多数の複雑な構成式を満たすようにして解く必要がある地盤材料の構成則では、繰り返して計算の実施時に、計算コストが非常に高くなる。更に、解析に時間がかかるという課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための計算システムは、収束計算の計算結果を記録した計算結果記憶部と、収束計算を行なう制御部と、を備える。そして、前記制御部が、入力値を初期値として用いた収束計算における計算結果を前記計算結果記憶部に記録し、前記計算結果記憶部に記録された入力値及び前記計算結果を教師情報として、前記入力値から前記計算結果を予測する学習モデルを生成し、新規入力値を前記学習モデルに入力して、予測結果を取得し、前記予測結果を用いた収束計算により、前記新規入力値に対する計算結果を算出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、効率的に収束計算を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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