粒子法とASI-Gauss法のカップリングに基づく波浪–骨組構造連成解析
Abstract
津波による構造物の被害を予測するためには，津波によって構造物が変形，破壊する現象を把握することが肝要である．そのためには数値解析の利用が不可欠だが，既存の研究例としては，津波遡上解析や，構造物に衝突する波浪の解析など，流体のみの挙動を再現する解析への適用に留まっているのが現状である．すなわち，津波によって構造物が流出するようなダイナミックな連成問題を一貫して再現する手法は確立されていない．そのような手法が実現すれば，津波が家屋等を巻き込みながら遡上する過程など，より複雑で現実に近い状況を再現でき，津波対策のさらなる高度化が期待できる．上記の背景を踏まえ，本研究では粒子法とはり要素の有限要素法（FEM）をカップリングさせた分離型解法のFluid-Structure Interaction (FSI) 解析手法を構築し，波浪によって骨組構造物が変形，破壊，流出する現象を一気通貫でシミュレーションする．
In this reseach, we developed a partitioned FSI analysis method by coupling both stabilized ISPH method and ASI-Gauss method aimed for tidal wave and framed structures interaction problems. For transmission of physical quantities between fluid and structure domains, we adopted a particle-beam element interaction model based on Improved ERP wall boundary model. Some test calculations were conducted as verification and validation for the proposed method. Furthermore, we showed results of simulation that simple framed structures were broken and swept away by a flow mimicking tsunami.