2020 Fiscal Year Annual Research Report
The developing of a simulator for flood disaster to estimate the damage of structure
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17K01334
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| Research Institution | Hiroshima Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 聖三 広島工業大学, 工学部, 准教授 (10439557)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高瀬 慎介 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00748808)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水害シミュレータ / Discontinuous Galerkin法 / 界面捕捉法 / 流体-構造連成解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
津波や洪水，高潮などの水害の被害評価を行うことのできる水害シミュレータの開発を目的とした研究を行った．構造物に作用する流体力の評価，その外力を受けて変形・移動する構造物の相互作用を考慮することのできる解析手法の開発を目標とした．洪水や津波などの自由表面流れ解析手法としては，界面捕捉法に基づく方法を採用し，大変形・移動する構造物を考慮するための移動境界手法として，メッシュ再構築手法に基づく界面追跡法を開発する予定であった．しかしながら，界面捕捉法に基づく自由表面流れ解析手法において，局所的な質量保存がされていない問題が発生していることが判明した．質量保存の問題は，水害の氾濫域の評価精度を大きく低下させる可能性がある．その問題解決のため，移流方程式の解法にDiscontinuous Galerkin (DG) 法に基づく方法を導入し，その有効性の検討を行った．計算効率を向上させるためのadptive法，安定性を向上させるため，Phase-Field法を基礎方程式としたLocal Discontinuous Galerkin法を導入した解析手法の開発を行った．このDG法による質量保存の問題の解決に時間を要し，構造物の移動に対するメッシュ再構築手法の開発が滞っていたため，開発方針を変更し，構造物の移動に関しても界面捕捉法に基づく方法を導入した流体-構造連成解析システムを開発した．
2020年度は手法の3次元化を行い，質量保存性の問題を3次元問題においても解決できているか確認し，3次元自由表面流れ解析手法の構築を行った．
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