/MONVOL/FVMBAG1

• 個別の/MAT/GASカードで指定される気体材料
• 個別の/PROP/INJECT1または/PROP/INJECT2カードで指定される注入気体混合物とインジェクタープロパティ
• 指定された座標系における自動有限体積メッシング（フレームで指定）。

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定義

コメント

1. エアバッグの外部サーフェスは、4節点シェル要素と3節点シェル要素のみで構築されている必要があります。/SURF/SEGオプションでエアバッグの外部サーフェスを定義することはできません（/SURF/SEGでサブサーフェスを定義した場合は、/SURF/SURFで定義することもできません）。
2. 外部サーフェスは、法線が外向きの閉じたボリュームで構成される必要があります。
3. 横軸のスケールファクターは、エアバッグ関数の横軸の単位を変換するために使用されます。たとえば：(1)
   $$\text{F}(t\prime )={\text{f}}_t\left(\frac{t}{{\mathit{Ascale}}_t}\right)$$
   ここで、

   $t$

   時間

   ${\mathrm{f}}_t$

   fct_IDの関数_t

   (2)

   $$\text{F}(P\prime )={\text{f}}_P\left(\frac{P}{{\mathit{Ascale}}_P}\right)$$
   ここで、

   $P$

   圧力

   ${\mathrm{f}}_P$

   fct_IDの関数_P

   これらのオプションは廃止されています。通常は、代わりに曲線のスケーリングパラメータを使用します。

4. エアバッグ外側の空気の圧力と温度と、エアバッグ内部の空気の初期圧力と温度は、P_extおよびT₀に設定されます。
5. FVMBAG1内の気体流は有限体積を使用して求められます。

   これらの有限体積の一部は、エアバッグ内部に配置され、特定のパートまたは内部体積全体を満たしているソリッドのグループを通してユーザーが入力できます。ユーザー定義ソリッドによって離散化されていない内部体積部分がまだ存在する場合、残りの体積は自動メッシュ生成プロシージャによって生成されます。この機能を使用して、例えばキャニスターをモデル化できます。

   有限体積は、三角端面のセット内に存在します。これらの頂点は、必ずしもエアバッグの節点と一致する必要はありません。エアバッグの外皮をモデル化する場合、4節点膜または3節点膜を使用できますが、３節点膜の使用を推奨します。

   
   
   図 1.

   
   
   図 2.

6. ベントホールを通じた排気：

   I_form = 1の場合、通気速度は、エアバッグ内の局所圧力を使用してBernoulli式によって計算されます。

   流出速度は次の式で与えられます。(3)

   $$u^2=\frac{2\gamma }{\gamma -1}\frac{P}{\rho }\left(1-{\left(\frac{P_{\mathit{ext}}}{P}\right)}^{\frac{\gamma -1}{\gamma }}\right)$$

   質量の流出速度は次の式によって定義されます。

   I_form = 2の場合、通気速度はChemkin式によって計算されます。(4)

   $$v=Fscal{e}_v\cdot f_v(P-P_{ext})$$

   ここで、 $f_v$ はfct_ID_vによって定義されます。

   I_form = 3の場合、通気速度は、ベントホールサーフェスに垂直な局所流体速度の成分に等しくなります。局所密度と局所エネルギーが、穴を通過する流出質量と流出エネルギーの計算に使用されます。

7. 気体注入をアクティブ化するセンサーが存在しない場合、時間TがT_startより大きくなるか、 $\text{Δ}t{P}_{def}$ で指定された時間よりも長い時間、圧力PがP_def値を超えると、ベントホールと空隙がアクティブになります。
8. 少なくとも1つのインジェクターがセンサーでアクティブになっている場合、排気オプションと空隙オプションのアクティブ化はI_ttfで制御されます。

   Tinjは、センサーによって最初のインジェクターがアクティブになる時間です。

   I_ttf = 0

   	排気、空隙
   アクティブ化	$P>\text{Δ}{P}_{def}$ の場合に $\text{Δ}t{P}_{def}$ よりも長い時間、または $T>T_{start}$
   非アクティブ化	Tstop
   時間依存関数	シフトなし

   I_ttf = 3

   	排気、空隙
   アクティブ化	$T>T_{inj}$ および $P>\text{Δ}{P}_{def}$ の場合、 $\text{Δ}t{P}_{def}$ よりも長い時間、または $T>T_{inj}+T_{start}$
   非アクティブ化	$T_{inj}+T_{stop}$
   時間依存関数	右記によってシフト； $T_{inj}+T_{start}$

   関連する他のすべての曲線は、対応する排気、空隙、または連結のオプションがアクティブな場合にアクティブになります。

   I_ttfの値の多様性は、これまでの経緯に起因しています。I_ttf =1および 2の値は廃止されているので、使用しないでください。通常使用する値は、I_ttf=0（シフトなし）またはI_ttf=3（関連するすべてのオプションがT_injだけシフト）です。

9. surf_ID_v ≠ 0（surf_ID_vが定義されている）の場合、ベントホール面積は次のように計算されます：(5)
   $$vent\_holes\_area=A_{vent}\cdot {\mathrm{f}}_A\left(\frac{A}{A_0}\right)\cdot {\mathrm{f}}_t\left(t\right)\cdot {\mathrm{f}}_P\left(P-P_{ext}\right)$$
   ここで、

   $A$

   サーフェスsurf_IDの面積_v

   $A_0$

   サーフェスsurf_IDの初期面積_v

   ${\mathrm{f}}_t$ 、 ${\mathrm{f}}_P$ 、 ${\mathrm{f}}_A$

   fct_ID_t、fct_ID_Pおよびfct_IDの関数_A

10. ベント閉鎖がアクティブになった場合、べントホールのサーフェスは次のように計算されます：(6)
    $$vent\_holes\_area=A_{vent}\cdot A_{non\_impacted}\cdot {\mathrm{f}}_t\left(t\right)\cdot {\mathrm{f}}_P\left(P-P_{ext}\right)\cdot {\mathrm{f}}_A\left(\frac{A_{non\_impacted}}{A_0}\right)$$
    (7)
    $$+B_{\mathit{vent}}\cdot A_{\mathit{impacted}}\cdot {\text{f}}_{t^{\prime }}\left(t\right)\cdot {\text{f}}_{P^{\prime }}\left(P-P_{\mathit{ext}}\right)\cdot {\text{f}}_{A^{\prime }}\left(\frac{A_{\mathit{impacted}}}{A_0}\right)$$
    ここで、衝撃を受けるサーフェスは：(8)

    $$A_{\mathit{impacted}}=\sum _{e\in S_{\mathit{vent}}}\frac{n_c\left(e\right)}{n\left(e\right)}{A}_e$$
    衝撃を受けないサーフェスは：(9)

    $$A_{\mathit{non}\_\mathit{impacted}}=\sum _{e\in S_{\mathit{vent}}}\left(1-\frac{n_c\left(e\right)}{n\left(e\right)}\right)A_e$$

    
    
    図 3.

    ここで、ベントホールsurf_ID_vの各要素eに対して、 $n_c\left(e\right)$ は、要素を定義している節点 $n\left(e\right)$ のうち衝撃を受ける節点の数を表しています。

    A₀はサーフェスsurf_IDの初期面積_v

    f_t、f_P、およびf_Aは、fct_ID_t、fct_ID_P、およびfct_IDの関数。_A

    f_t'、f_P'、およびf_A'は、fct_ID_t'、fct_ID_P'、およびfct_IDの関数。_A'

11. surf_ID_v = 0（surf_ID_vが定義されていない）（I_form=1または2）の場合、Starterエラーが出力されてRadiossが終了します。
12. 関数fct_ID_tとfct_ID_Pを指定しなかった場合（識別子が0）、これらは1に等しいとみなされます。
13. 関数fct_ID_Aは、指定されなかった場合、1であるとみなされます。
14. ベントホールと多孔サーフェス領域の接触ブロックについては、対応するインターフェース（インターフェース/INTER/TYPE7または/INTER/TYPE23の３行目）でフラグI_BAGを1に設定する必要があります。そうしなかった場合は、衝撃でインターフェースに押し込まれる節点は、A_impactedとA_{non_impacted}に関する前の式の被衝撃節点と見なされません。
15. 空隙率定式化による漏れについて、質量の流出速度は次のように計算されます：
    • Iform_ps = 1 ${\dot{m}}_{\mathit{out}}=A_{\mathit{eff}}\sqrt{2P\rho }{Q}^{\frac{1}{\gamma }}\sqrt{\frac{\gamma }{\gamma -1}\left[1-Q^{\frac{\gamma -1}{\gamma }}\right]}$ (Isentropic - Wang Nefske)
    • Iform_ps = 2 ${\dot{m}}_{\mathit{out}}=A_{\mathit{eff}}\rho v(P-P_{\mathit{ext}})$

      ここで、vは気体の流出速度（Chemkin）

    • Iformps= 3 ${\dot{m}}_{\mathit{out}}=A_{\mathit{eff}}\sqrt{2\rho (P-P_{\mathit{ext}})}$ (Graefe)

    有効な排気面積A_effは、TYPE19またはTYPE58の繊維材料に関する/LEAK/MATの入力に従って計算されます。

16. 漏れのブロックをアクティブにすると（Iblockage=1）、有効な排気面積は次のように変更されます：(10)
    $$A_{\mathit{eff}}=A_{\mathit{non}\_\mathit{impacted}}$$

    $A_{\mathit{non}\_\mathit{impacted}}$ は衝撃を受けないサーフェスです。 10

    ブロックは、関係する接触インターフェース（インターフェースTYPE7およびTYPE23の行3）において、フラグI_BAGが1に設定された場合にのみアクティブになります。

17. 自動有限体積メッシングパラメータ
18. 有限体積は2つのステップで生成されます。
    • 第1ステップでは、エアバッグの外皮上に排他的に配置された頂点が生成されます。外皮の変形に合わせて有限体積を更新したり、以下の手順に対応したりできます（分かりやすくするために2次元で表示）：

      
      
      図 4.

      この手順では、方向 $V_3$ （指定された切断方向）と方向 $V_1$ の入力が必要です。切断方向に垂直な平面内の2つ目の方向 $V_2$ が計算されます。 $V_1$ と $V_2$ の両方向で有限体積を配置して、切断幅を決定するためには、原点Oだけでなく、原点から正と負の両方向でカウントされた長さL_iとステップ数N_iも指定する必要があります。カッティング幅は次のように与えられます：(11)

      $$W_i=\frac{2L_i}{N_i}$$

      原点Oおよび長さL_i（Oからの正方向と負方向の両方を含む）によって水平面（ $V_3$ に対して垂直）内に描かれるボックスには、水平面に投影されたメッシュにその体積の外皮の境界ボックスが含まれている必要があります。これは、この体積全体が有限体積に分割されることを保証するために必要です。

    • 第2ステップでは、有限体積の水平切断が実行されますが、堅く折りたたまれたエアバッグの場合はほとんど役に立たない可能性があります。この作業は、特に、エアバッグを広げる前に注入気体によって満たされたキャニスター内で注入を行う場合に必要です。
    この第2ステップでは、エアバッグ内部に配置された頂点が生成される場合があります。エアバッグの膨張に合わせて頂点を移動するために、エアバッグの外皮上に配置された2つの頂点間の垂直セグメント（方向 $V_3$ と並行）にそれぞれの頂点が取り付けられます（図 4）。その参照セグメント内部の頂点の局所座標は、膨張プロセスを通して一定に保たれます。

    
    
    図 5.

    水平切断幅は次の式で与えられます：(12)

    $$W_3=\frac{2L_3}{N_3}$$

    原点Oおよび長さL₃（正方向と負方向の両方を含む）によって $V_3$ 方向に与えられるセグメントには、 $V_3$ 方向のメッシュ投影に体積の外皮の境界ボックスが含まれる必要はありません。これは、2番目のステップでは既存の有限体積のみがカットされるためです。

19. 自動メッシングに実際に使用されるベクトル $V_1$ は、ベクトル $V_3$ に対して入力ベクトルが直交化されたあとで取得されます。
20. エアバッグの膨張プロセス中に有限体積がエラーになる（体積が負の内部質量になるか、エネルギーが負になる）場合は、計算を継続するために、その近傍のいずれかと結合されます。次の2つの結合アプローチが使用されます。
    • 全体結合： 有限体積は、その体積がすべての有限体積の平均体積に特定の係数をかけた値より小さくなった場合に結合されます。フラグI_gmergは、平均体積として現在の平均体積を使用するか（I_gmerg =1）、初期平均体積を使用するか（I_gmerg =2）を指定します。平均体積から最小体積を求めるための係数は、C_gmergです。
    • 近傍結合： 有限体積は、その体積が近傍の平均体積に特定の係数をかけた値より小さくなった場合に結合されます。平均体積から最小体積を求めるための係数は、C_nmergです。
21. C_gmergとC_nmergの両方が0でない場合は、両方の結合アプローチが同時に使用されることを意味します。強い衝撃を与える場合は、q_a = 1.1およびq_b = 0.05を設定することを推奨します。
22. 2層の布が物理的に接触している場合は、有限体積間に流れが発生しないはずです。インターフェースギャップが原因で数値的にはこのようになりません。H_min は、浸透性を有する三角面の最小の高さを表しています。この値よりも小さい三角面は、不浸透性を有します。その値は、エアバッグのセルフ接触インターフェースのギャップに近づける必要があります。
23. N_layer、N_facmax、N_ppmaxは、有限体積作成プロセスを支援するメモリパラメータです。これらの値を変更しても、計算が停止することはありません。値を増やすと、自動メッシングのためのメモリ量が増え、計算時間が短縮されます。
24. 有限体積作成プロセスでは、最初に、平面多角形が作成され、その後で、閉じた多面体に組み立てられ、三角端面に分解されます。N_ppmax は、これらの多角形に含まれる頂点の最大数です。
25. 参照形状に基づく自動有限体積メッシングは、フラグI_ref=1でアクティブにできます。これは//REFSTAと/XREFに基づいた参照形状にのみ働きます。結合解除された参照形状/EREFが使用された場合、このフラグはサポートされません。I_ref=1の場合、自動メッシングのフレーム定義では、折りたたまれていない参照形状を参照する必要があります。
26. オプションkmeshは、内部エアバッグ体積のFVMメッシングのタイプをコントロールします。2017.2以前は、多面体メッシング法kmesh =1がデフォルトの手法でした。grbric_ID ≠ 0の場合、kmeshは無視され、テトラFVMメッシュがユーザーにより指定されます。
27. 内部サーフェスまたはバッフルをモニター体積内の気体流れの障害物として考慮に用いるには、サーフェスsurf_ID_inを使用します。内部サーフェスは、モニター体積が不規則多面体で自動的にメッシュ化されている場合、またはモニター体積の外部および内部サーフェス節点と一致する節点があるTETRA4（HEXAおよびPENTAの場合もあります）のように、モニター体積がソリッド要素で満たされている場合のみ、FVMで考慮されます（これらのソリッドはgrbrick_IDで定義する必要があります）。材料モデルがLAW19またはLAW58の内部サーフェス繊維にのみ、空隙率を、0（空隙率なし）から1（空隙率完全）（ベント）の範囲で適用できます。気体流の方向が内部サーフェスの法線方向と反対の場合は、内部サーフェス上でインジェクターサーフェスも定義できます。
28. 失われた熱流量は次の式によって定義されます：(13)
    $$\dot{\text{Q}}\left(x,t\right)=H_{\mathit{conv}}\cdot \text{Area}\left(x,t\right)\cdot \left(\text{T}\left(x,t\right)-T_0\right)$$
29. ベントホールのサーフェスの要素（surf_ID_v）がインジェクター（surf_ID_inj）に属している場合、この要素はベントホールから無視されます。t = 0の時点で計算される定数の補正係数fがベントホールのサーフェス全体に適用されます：(14)
    $$f=\frac{S_{\mathit{vent}}}{S_{\mathit{vent}}-{\text{S}}_{\mathit{injector}}}$$
30. 多孔サーフェスの要素もインジェクタ（surf_ID_inj）に属している場合、この要素は多孔サーフェスから無視されます。
31. T_switchを均等圧力に切り替える時間は、始動時間に比例します。
32. オプションI_switch=2を使用すると、有限体積が1つしか残っていない場合でも、エアバッグは常に有限体積法で計算されます。気体パラメータは、単一の有限体積に切り替える前と後で同じです。一定圧力法（I_switch=1）に切り替えた場合、圧力または気体に多少の変動が見られる場合があります。
33. Pswitchは、エアバッグの平均圧力に対する有限体積圧力の平均偏差の比率です。(15)
    $$P_{switch}=\frac{\text{SD(FV pressure)}}{\text{Average pressure}}$$

    この比率は、/TH/MONVOL変数UPCRITを用いて出力することができます。P_switch は各有限体積内の圧力がエアバッグ内の平均圧力に近づくにつれてゼロに近づきます。