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2018 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 16K16377
研究機関八戸工業大学

研究代表者

高瀬 慎介  八戸工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00748808)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード雪崩解析 / 構造流体連成解析
研究実績の概要

本年度は,これまで,雪崩と空気の自由表面は,Euler的手法の1つであるVOF(Volume of Fluid)法を用いて表現し,雪崩の流動挙動は,せん断速度に依存し粘性が変化するBingham流体モデルを雪崩部分に導入した雪崩解析手法を提案し,これらの手法をベースに空間方向の離散化には,3次元非構造格子に基づくVariational Multiscale method(VMS)を用いた安定化有限被覆法を適用し,雪崩解析手法を提案し,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,雪崩衝突による構造物の破壊解析を行うため,破壊後の構造体の挙動も解析可能な離散体ベースの個別要素法(DEM)を用いた接触・剛体運動解析手法を適用した.構造物の破壊挙動には,DEM要素と要素の間をペナルティーバネやchoesive modelにより結合し,破壊後の挙動も解析可能なDEMカップリング手法を開発し,有限被覆法を用いて,雪崩と構造物界面を精度良く表現可能な手法へと拡張を行った.また,実際に雪崩が起こったフィールドに対して本手法を適用するため,大規模問題へも適用可能な,領域分割法に基づくMPIを用いた並列計算手法も実装し,解析を行った.その結果,実地形への雪崩シミュレーションも解析することが可能となり,本手法の有効性が確認できた.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 3次元解析に基づく雪崩の危険度マップ2018

    • 著者名/発表者名
      鬼頭昂平,小谷拓磨,山口裕矢,高瀬慎介,森口周二,寺田賢二郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 74 ページ: I_203~I_211

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejam.74.I_203

    • 査読あり
  • [学会発表] 非ニュートン流体モデルを用いた雪崩の構造流体連成解析2018

    • 著者名/発表者名
      高瀬慎介,森口周二,寺田賢二郎
    • 学会等名
      第23解計算工学講演会

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公開日: 2019-12-27  

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