| 研究課題/領域番号 |
25630195
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
澤田 純男 京都大学, 防災研究所, 教授 (70187293)
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| 研究分担者 |
後藤 浩之 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70452323)
米山 望 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90371492)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 数値解析 / 流体解析 / 固体解析 / スロッシング |
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| 研究実績の概要 |
本課題は，固体か流体かに依存しない支配方程式を理論的に導出し，その支配方程式に基づいた数値解析コードを開発して，固体と流体の中間的状態にある媒質の動的な挙動を高精度に解析することを目指したものである．初年度は，固体の支配方程式，および流体の支配方程式のそれぞれについてその適用限界を理論的に考察してきた．昨年度は，固体と流体の双方を取り扱うことのできる支配方程式をラグランジュ形式で導出し，完全流体を適切に表現できることを検証した．具体的には，流体解析時に連続式として取り扱われることの多い基礎式を構成式に一般化し，流体の自由表面に働く物体力の効果は有限変形を考慮することで取り込む，せん断剛性の減少に伴う不適切な変形モード（砂時計不安定性）の励起を高次要素により回避する工夫をしている．
まず，完全流体を満たした矩形容器を静的に傾ける解析を行うことで，理論的に導かれる水面形に一致することを確認した．続いて，同容器を水平に調和振動で揺動させ，水面の上下変位をHousnerの解と比較したところ，妥当な結果を得ることができた．
本解析手法の特徴は，数値解析コードに回転剛性や表面力ポテンシャルなどの恣意的なパラメータ・理論を含むことなく，自然に固体と流体の解析を共存させていることにある．構成式を自由に与えることができるため，液状化解析のための弾塑性モデルを導入できることや，二相系の支配方程式を扱うことも可能である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度から昨年度にかけて，当初の計画通り進められている．
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度までに開発した固体と流体との双方に適用できる解析コードを用いて，液状化地盤の揺動現象の数値解析を行う．液状化地盤の解析を行うためには，有効応力解析が取り扱えるように二相系の支配方程式に置き換えること，液状化解析を行うための砂弾塑性構成モデルを導入することが必要である．その上で，基本的なケースについて液状化地盤の揺動現象の数値解析を試みる．従来の液状化地盤の応答解析と比較してどのような点が特徴であるか議論し，揺動現象に起因する現象を抽出することを目指す．
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