5.4 減衰
減衰マトリクスを、質量比例、剛性比例、Rayleigh、モード別、接線剛性比例の各方式で、構造動力学の標準手法(設計書 §10.5)に準拠して構成します。
算定式
質量比例(\( a_0 = 2h\omega \)):
\[ C = a_0 \cdot M \]
剛性比例(\( a_1 = 2h/\omega \)):
\[ C = a_1 \cdot K \]
Rayleigh は減衰マトリクスを次とし、係数を次で定めます:
\[ C = a_0 \cdot M + a_1 \cdot K \]
\[ \beta_k = \frac{2(h_2\omega_2 - h_1\omega_1)}{\omega_2^2 - \omega_1^2} \]
\[ \alpha_m = \frac{2\omega_1\omega_2(h_1\omega_2 - h_2\omega_1)}{\omega_2^2 - \omega_1^2} \]
モード別:
\[ C = \sum 2h_i\omega_i(M\varphi_i)(M\varphi_i)^\mathsf{T} \]
接線剛性比例:
\[ C = (2h/\omega) \cdot K_t \]
基準振動数の求め方
剛性比例と接線剛性比例の基準は初期剛性の 1 次固有円振動数、Rayleigh は 1 次・2 次を用います。 モード別は 6 次から 1 次の順に試行し、得られた低次モードに一律の減衰比を与えます。
既定値(解析タブ・AnalysisSettings::default):
時刻歴応答解析では、次の値を既定とします。
| 項目 | 既定 |
|---|---|
減衰比 \( h \)(th_damping) | 0.02 |
減衰モデル(th_damping_model) | 剛性比例(StiffnessProportional) |
Rayleigh の 2 次モード減衰比(th_h2) | 0.02(Rayleigh 選択時。1 次は th_damping) |
質点系の減衰比 \( h \)(lumped_th_damping) | 0.02(初期剛性比例固定。立体時刻歴とは独立) |
質量比例・Rayleigh・モード別・接線剛性比例・h1 一定も選択できます。時刻歴応答解析での使い方は 5.5 時刻歴応答解析 を参照してください。 質点系の減衰は初期剛性比例のみで、減衰比は右バー「質点系」の設定を使います(既定は上表。5.10 質点系解析)。
実装:squid_n_solver::dynamic::damping(crates/squid-n-solver/src/dynamic/damping.rs)が算定し、h1 一定や累積型/非累積型の減衰力評価にも対応します。減衰設定の永続化は squid_n_job::AnalysisSettings(crates/squid-n-job/src/settings.rs)です。