粒子法による流体剛体連成解析の定式化の差異による精度確認

Verification of Different Formulations for the Fluid Rigid Body Interaction Simulation by a Particle Simulation

Abstract

2011 年3 月11 日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う津波によって東北地方の太平洋沿岸部は甚大な被害を受けた．中でも橋梁に関しては，上部構造の流失被害が各地で発生し，震災後の支援・復旧活動に大きな支障をきたした．現在，今後危惧される巨大地震に伴う津波に備えて橋梁の津波対策が積極的に議論されており，実寸大での橋梁流失実験が現実的に困難であるため数値シミュレーションは橋梁の津波対策の検討に有効な手段となりえる．本研究では，数値解析手法の粒子法の一つであるSPH 法を用い，橋梁上部構造を流失させ，流失の挙動を確認する．粒子法による流体剛体連成解析には，剛体境界面に作用する力を駆動力とする外力ベースの定式化と，剛体を一旦流体として解き速度に拘束を付与する速度ベースの定式化がある．本論文は，解析結果と津波時の橋梁の上部構造流失を模擬した水理実験を比較することで，各定式化の精度を検証した．