2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21560512
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| Research Institution | 防衛大学校 |
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Principal Investigator |
別府 万寿博 防衛大学校, システム工学群, 准教授 (90532797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
園田 佳巨 九州大学, 工学部, 教授 (40304737)
浅井 光輝 九州大学, 工学部, 准教授 (90411230)
玉井 宏樹 九州大学, 工学部, 助教 (20509632)
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| Keywords | 粒子法 / 土石流 / 混相流 / 数値シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究課題は,MPS粒子法を用いて土石流を受ける砂防構造物に対する耐衝撃性照査法の確立を目指すものである.その内容は,(1)粒子法による固液混相流プログラムの開発および同手法による土石流荷重の評価,(2)粒子法による鋼およびコンクリート構造物の変形・破壊解析手法の確立,(3)土石流と砂防構造の衝撃連成解析手法の開発,に大別される.平成23年度は,以下の検討を行った.まず,平成21年度および平成22年度に開発した固液混相流プログラムを用いて,大小2種類の砂礫粒子で構成した土石流モデルを用いて,実験で確認された段波を再現した.この際,流体の粘性,礫の粒径分布および土石流の後方から流入する水の特性が土石流モデルの段波形成へ与える影響について考察した.これらの成果は,実際の土石流をモデル化する際の貴重な資料となる.一方で,2次元解析では礫と構造部の衝突現象を限定的にしか再現できないことが明らかとなったため,3次元解析プログラムへの拡張を行った.このソフトウェアの精度を検証するため,過去に行った清水の流下実験との比較を行った.実構造への適用を目指してCADなどの図形データから粒子モデルを生成する方法を確立し,砂防堰堤をモデル化して土石流モデルに流体力が作用する解析を行った.また,粒子法の特徴である数値振動に関する検討を行った.その結果,3次元化によって数値振動が低減することや数値粘性の効果を明らかにした.これらの成果は,実砂防堰堤のモデル化や地形データをモデル化する際に非常に有効な基礎的資料となる.
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