2016 Fiscal Year Research-status Report
VMS法を用いた気液固連成による雪崩被害予測手法の開発
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16K16377
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高瀬 慎介 東北大学, 工学研究科, 助教 (00748808)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 雪崩解析 / 非ニュートン流体解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，気液二相モデルを用いた雪崩解析手法の構築を行った．具体的には，雪崩と空気の自由界面は，Euler的手法の１つであるVOF(Volume of Fluid)法を用いて表現する．なお，雪崩の流動挙動は，既往の研究成果により，せん断速度に依存し粘性が変化するBingham流体モデルで近似できることが知られているため，雪崩部分にBingham流体モデルを導入し，雪崩の流動をモデル化する．なお，解析手法として， 3次元非構造格子に基づく安定化有限要素法を適用し，プログラム開発を行った．また，今後の大規模問題に適用するため，領域分割法に基づく並列計算手法を本プログラムに適用して，中規模の並列計算機システムにおいて解析を行い，その並列性能についてもテストを行った．
本年度に得られた主な実績は，以下のとおりである．１．開発したプログラムの妥当性の検討のため，既存の雪崩の室内実験を模擬し，その実験値と比較，また，実際に起こった雪崩の再現計算を行い，それぞれ定量的に良い一致を示した． また，実地形の解析において，並列化性能も測定し，良好な結果が得られた．２．Variational Multiscale method（VMS）を導入したプログラム開発を行った，開発したプログラムを用いて，Navier-Stokes方程式に対する基本的なベンチマーク問題へ適用し，精度検証を行い，良い結果が得られた．今後の課題として，雪崩による構造物に作用する力の評価検討，雪崩の流動挙動のためのBingham流体モデルを用いた気液二相モデルへVMSを適用し，精度検証を行うことが今後の課題である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度においては，Bingham流体モデルを用いた気液二相モデルの開発，および，Variational Multiscale methodの開発を予定しており，当初の計画案どおりに順調に研究は進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究案どおりに研究が進んでおり，今後も引き続き当初の計画案に基づいて研究を進めていく．今後は，FEM-DEMによる破壊を考慮した連成解析へと本手法の拡張を行い，実験値との比較による精度検証を行う予定である．
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Research Products
(4 results)
