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流体・構造連成災害および再生可能エネルギー利用に関するマルチフェイズ並列計算法

研究課題

研究課題/領域番号 15K06232
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 水工学
研究機関京都大学

研究代表者

牛島 省  京都大学, 学術情報メディアセンター, 教授 (70324655)

研究協力者 鳥生 大祐  京都大学, 学術情報メディアセンター, 助教 (60772572)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードマルチフェイズモデル / 流体構造連成 / 並列計算 / 個別要素法 / 有限体積法 / 津波漂流物 / 自由液面 / 土砂輸送 / 数値流体力学 / 圧縮性流体 / 流体固体連成 / 局所洗掘 / マルチフェイズ数値解法 / 津波 / 漂流物
研究成果の概要

本研究では,流体・構造連成災害などに見られるような,流体と固体間の運動量と熱の連成を伴うマルチフェイズ現象を対象とする並列計算手法を提案し,その有効性を検討した.解法として,(1) Lagrangian-Eulerianモデルと,(2) full-Eulerianモデルの2種類の解法を提案した.これらの解法では,抗力係数のような経験則を使用せず,現象を従来の解法より高精度に予測できる.並列演算手法を導入し,スーパーコンピュータによる大規模計算を行った結果,実験結果とよく一致する計算結果が得られるとともに,数値実験結果では物理的に妥当な計算結果が得られることが確認され,解法の有効性が示された.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Parallel computation method for momentum and heat interactions between fluids and complicated-shaped solids2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ushijima, D. Toriu
    • 雑誌名

      ICHMT International Symposium on Advances in Computational Heat Transfer(CHT-17)

      巻: - ページ: 254-254

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 混合体モデルに基づく圧縮性流体と移動する固体の熱連成計算手法2017

    • 著者名/発表者名
      鳥生 大祐, 牛島 省
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 73 号: 2 ページ: I_143-I_152

    • DOI

      10.2208/jscejam.73.I_143

    • NAID

      130006329799

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 礫間および礫・流体間の力学連成を考慮した越流水による礫群輸送の数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      牛島 省, 鳥生 大祐, 柳 博文, 柳生 大輔
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 73 号: 2 ページ: I_377-I_386

    • DOI

      10.2208/jscejam.73.I_377

    • NAID

      130006329814

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 鉛直配置された水平2円柱周りの自然対流に対する圧縮性流体と固体の熱連成計算手法の適用性2016

    • 著者名/発表者名
      鳥生大祐, 牛島 省
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 72 号: 2 ページ: I_179-I_186

    • DOI

      10.2208/jscejam.72.I_179

    • NAID

      130005311793

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 越流水による礫群運動の3次元数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      柳生大輔, 牛島 省, 鳥生大祐
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 72 号: 2 ページ: I_295-I_302

    • DOI

      10.2208/jscejam.72.I_295

    • NAID

      130005311782

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Multiphase Model to Predict Fluid-Solid Interactions in Environment and Disaster Problems with Parallel Computations2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ushijima, D. Toriu
    • 学会等名
      Compsafe2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical prediction for many floating debris transported in city model due to tsunami-induced flows2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ushijima, D. Toriu, K. Aoki, H. Itada and D. Yagyu
    • 学会等名
      VII International Conference on Computational Methods in Marine Engineering(MARINE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水柱崩壊による礫群輸送の3次元並列計算2017

    • 著者名/発表者名
      柳 博文, 鳥生 大祐, 牛島 省
    • 学会等名
      第31回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多相場モデルによる自由水面流中の礫群輸送の数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      柳 博文, 鳥生 大祐, 牛島 省
    • 学会等名
      第64回理論応用力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 流体と温度依存性のある超弾性体との連成計算2017

    • 著者名/発表者名
      榊原 幸星, 鳥生 大祐, 牛島 省
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 越流水による礫群輸送に対する3次元多相場解法の適用性2017

    • 著者名/発表者名
      柳生 大輔, 牛島 省, 鳥生 大祐, 柳 博文
    • 学会等名
      土木学会第20回応用力学シンポジウム講演概要集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3次元並列多相場解法の適用性:越流水による多数のレキの輸送計算2017

    • 著者名/発表者名
      柳生大輔, 柳博文, 鳥生大祐, 牛島省
    • 学会等名
      京都大学第11回ICTイノベーション
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 離散体および連続体モデルによるトナー微細粒子群の流動解析2016

    • 著者名/発表者名
      廣岡 信行, 牛島 省
    • 学会等名
      第30回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallel computations for fluid-structure interaction problems in civil engineering using multiphase modeling2016

    • 著者名/発表者名
      D. Toriu, D. Yagyu, K. Maruyama, K. Aoki, H. Itada and S. Ushijima
    • 学会等名
      JSST2016 Proceedings
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiphase flow model to predict bed load transportations under complicated hydraulics conditions2016

    • 著者名/発表者名
      D. Toriu and S. Ushijima, D. Yagyu
    • 学会等名
      THESIS2016
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parallel computation method for many floating objects and static structures2016

    • 著者名/発表者名
      D. Yagyu, S. Ushijima, D. Toriu, H. Itada
    • 学会等名
      IAHR-APD2016
    • 発表場所
      スリランカ・コロンボ
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of computational method for thermal interactions between compressible fluids and solids to natural convection around circular cylinders2016

    • 著者名/発表者名
      D. Toriu and S. Ushijima
    • 学会等名
      WCCM XII & APCOM VI
    • 発表場所
      韓国・ソウル
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉛直配置された水平2円柱周りの自然対流に対する 圧縮性流体と固体の熱連成計算手法の適用性2016

    • 著者名/発表者名
      鳥生 大祐, 牛島 省
    • 学会等名
      土木学会第19回応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 砂粒子運動を考慮した越流水による局所洗掘の3次元数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      柳生 大輔, 牛島 省, 鳥生 大祐
    • 学会等名
      土木学会第19回応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 沿岸市街地模型内を輸送される津波漂流物の水理実験に対する並列数値解法の適用性2016

    • 著者名/発表者名
      井唯博吏, 牛島省, 鳥生大祐, 柳生大輔
    • 学会等名
      土木学会応用力学シンポジウム (投稿中)
    • 発表場所
      北海道大学工学部 B2棟アカデミックラウンジ (北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造物群との衝突を伴う多数の漂流物輸送の模型実験に対する多相場解析手法の適用性2016

    • 著者名/発表者名
      鳥生 大祐, 牛島 省, 井唯 博吏, 柳生 大輔, 森 信人, Adi PRASETYO, 安田 誠宏, 平石 哲也, 間瀬 肇
    • 学会等名
      平成27年度防災研究所研究発表講演会, C35
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス 宇治おうばくプラザ (京都府・宇治市)
    • 年月日
      2016-02-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 沿岸市街地における多数の津波漂流物輸送の並列計算手法2016

    • 著者名/発表者名
      鳥生 大祐, 井唯 博吏, 柳生 大輔, 牛島 省
    • 学会等名
      京都大学第10回ICTイノベーション(ポスター)
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス 百周年時計台記念館2階 国際交流ホール (京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-02-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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