界面捕捉法による自由表面流れ-構造連成解析手法の基礎的検討
Abstract
本論文では界面捕捉法による自由表面流れ-構造連成解析手法を提案し，その基礎的な検討を行うものである．提案する簡易的な連成解析手法は，Euler型の格子である流体要素と剛体の連成面の形状を単純な形状で定義することにより，IB法で行われる連成面での応力の算出と面積分を簡易化し，流体から剛体に加わる流体力を簡易的に求める．さらに，流体解析においては，牛島らの手法では剛体を含む多相流場の非圧縮性流体として一体で解いたのに対し，本手法では界面捕捉法に基づき水と空気の二相流場として解くものである．剛体と流体の境界ではno-slip条件と考え，剛体表面の流速を剛体表面の速度と一致するように流体の拘束条件を与えることにより，剛体を簡易的に表現する．
This paper presents a coupling method of FEM for free surface flow and structure. This method is required for development of numerical analysis system in evaluating structural damage caused by debris collision. Debris is assumed to be a simple-shaped rigid body, and the calculation process of interaction between fluid FEM and rigid body is described in this paper. Furthermore, the numerical results are validated by comparing with an experimental result.