2007 Fiscal Year Annual Research Report
微視的構成材料の大規模直接計算による地盤の統一的変形解析
Project/Area Number |
07J09562
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
森口 周二 Tokyo Institute of Technology, 学術国際情報センター, 特別研究員(PD)
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Keywords | 個別要素法 / 境界埋め込み法 / 粒子-流体連成解析 / 自由界面 / 移動物体 / 地盤材料 |
Research Abstract |
研究遂行に必要な要素技術のプログラム開発とその検証を行った。土粒子挙動を解析するための個別要素法プログラムを作成し、安息角などの粒状体特有の挙動を解析で再現ずることで解析パラメータの特性を把握した。個別要素法プログラムは3次元に拡張しており、球形粒子だけでなく、複雑形状の挙動解析についても表現できることを確認した。この際、剛体回転に対して精度の良いクォータニオンによる制御を導入した。間隙流体の挙動解析に用いる流体解析には、差分法を中心とした多相流解析プログラムを作成し、ダムブレイク現象などのベンチマーク問題などによりその有効性を確認した。多相流解析では、自由界面の追跡精度が結果に大きな影響を与えるため、Particle Level Set法を導入してその精度を高めている。粒子と流体の相互作用には境界埋め込み法を導入した。これにより直交格子の中で粒子を扱うことが可能となり、また同時に複数粒子と流体の挙動を同時に解くことが可能となった。粒子と流体の相互作用のベンチマーク問題として、円柱を過ぎる流れ場のシミュレーションや、流体内の粒子の沈降速度のシミュレーションを行っており、適切な解が得られることを確認している。また、自由界面を含むような流れ場においても、安定して計算を進あることが可能であり、複数粒子と自由界面の相互作用についても解析で表現できることを確認した。球形粒子のみでは土粒子の形状効果を表現することが困難となるため、球形粒子の集合体として複雑形状を構成し、複雑形状を有する剛体と流体の相互作用についても手法を構築した。
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Research Products
(4 results)