2018 Fiscal Year Research-status Report

水害防護対策工の信頼性向上のための大規模水害シミュレータの開発

Research Project

Project/Area Number	17K01334
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	田中聖三筑波大学, システム情報系, 助教 (10439557)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高瀬慎介八戸工業大学, 大学院工学研究科, 講師 (00748808)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	津波伝播解析 / 界面捕捉法 / Discontinuous Galerkin法 / adaptive法
Outline of Annual Research Achievements	昨年度に続き，界面捕捉法で必要となる移流方程式の解法としてDiscontinuous Galerkin法に基づく手法の開発を行った．界面捕捉法であるVOF法では，VOF関数と呼ばれる関数を用いて界面を表現するが，この表現性能は解析メッシュの解像度に影響を受ける．解析領域全体を高解像度で分割すれば高精度に界面を表現することが可能であるが，計算コストが増大してしまう．一方，界面捕捉法では，高解像度メッシュが必要となるのは，界面近傍のみであり，この界面の動きに合わせて，解像度をコントロールする手法が必要となる．そのため，より効率的に解析精度を向上させるため，局所的にメッシュを細分化させ解像度を高くするadaptive法をDiscontinuous Galerkin法に基づく移流方程式の解法へ導入を行った．これにより界面関数の変化する部分，つまり界面近傍のみに高解像度のメッシュを用いることとなり，計算精度を維持したまま，計算コストの削減が実現できた．また，メッシュ解像度を向上させる方法として高次要素を用いる方法があるが，こちらに対しても数値実験において，高次要素の有効性を検討し，長時間の解析においてその有効性が確認できたので，その導入を検討している．また，当ブログラムの3次元化に着手している．加えて本年度は，流体－構造連成手法の構築にも着手している．その動作確認として，未発表ではあるが2次元の剛体と流体の連成解析プログラムを作成し，バネで固定された剛体壁と流体に対し，地震加速度を入力し，その相互連成作用について確認を行っている．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason メッシュ再構築手法については，手法の3次元化が遅れているため，開発が遅れている．一方で，流体ー構造連成解析手法の開発には着手し始めているため，全体としての大きな遅れではないと考えている．遅れている3次元解析手法の構築は早急に行う予定である．
Strategy for Future Research Activity	3次元解析手法の整備を早急に行い，メッシュ再構築手法の開発に着手する予定である．その後，手法のVerificationを行い，実地形モデルを作成し，Validationを行う予定である．