| 研究概要 |
1.砂粒子系のための非振動スキームの開発
圧縮性流体の計算流体力学の分野で研究が行われてきた衝撃波のためのTVDスキームの原理に基づいて,非圧縮性の固液2相流のための非振動スキームの開発を行った.関数を区分的平面で近似し,局所的単調性の条件から,勾配差に関する制約条件を導いた.1次元および2次元の線形波動方程式について,本スキームは不連続面において,過度の数値拡散を導入せずに数値振動が抑えられこと,また制限がかかった場合でも空間的に2次の精度を保持していることを確認し,従来のスキームと比較して優位であることを検証した.
次に,連続相(海水)と分散相(砂粒子)の相互影響を対等に取り扱う固液2相流の計算方法を開発した.連続相(水)と分散相(砂)それぞれについての,質量,運動量の保存則および非圧縮性の条件から,連続層と分散相の速度ベクトルが平行であるという仮定の下で,流れの速度ベクトルと圧力および各相の体積割合を基礎変数として,支配方程式を導出した.有限体積法による離散化を行い,本課題で開発した非振動スキームを体積割合を決定する輸送方程式に適用して定式化を行った.
2.砂粒子系の状態変化の定量化
砂粒子系の状態変化を定量化する方法の一つとして,砂粒子群の可視化画像を2値化することによって,個々の砂粒子を認識し,砂粒子径の分布を推定する画像計測システムを開発した.2次元的な画像から,砂丘で採取した砂粒子群の粒径分布を求め,本システムの有効性を検証した.
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