ペリダイナミクス — CAE用語解説
ペリダイナミクス
非局所連続体力学の新手法
ペリダイナミクスって聞いたことないんですが、FEMとは全然違うんですか？
ペリダイナミクスは2000年代初頭にStewart Silling博士が提案した理論で、通常の連続体力学が得意としない「き裂の自発的な進展」を自然に扱える手法だよ。従来のFEMはき裂の先端で応力が発散してしまうけど、ペリダイナミクスは微分ではなく積分形式の運動方程式を使うから特異点が生じない。
き裂が自然に進展するってどういうことですか？
ペリダイナミクスでは各粒子が「水平線（horizon）」と呼ばれる有限の半径内の近傍粒子と結合力で相互作用する。結合力が臨界値を超えると結合が切れ、それがき裂として表現される。どこにき裂が入るかをあらかじめ設定する必要がない点が革命的だよ。
き裂解析での活用
どんな問題に使われているんですか？
脆性破壊のき裂分岐、衝撃割れ、複合材の層間剥離などが得意な領域だ。ガラスやセラミックスの衝撃破壊解析、コンクリートのき裂進展、宇宙機の超高速衝突解析などで研究が進んでいる。商用コードではLS-DYNAやSiemens SimCenterが対応しているよ。
FEMと比べて計算コストはどうですか？
近傍粒子との相互作用を全計算するため、通常のFEMより計算コストが高い。現在はメッシュフリー法のSPHやFEMとのハイブリッド手法（き裂が進展しない領域はFEM、進展領域はペリダイナミクス）で効率化する研究が盛んだ。産業応用はまだ発展途上の段階だよ。
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