流れに押し流される物体のSPH シミュレーション

摘要

本研究の目的は，非定常性の強い水流から力を受ける物体の挙動を精度よく予測するための数値解析手法を開発することにある．津波や洪水時に見られる長大な運動周期で押し寄せる水流は，建物の変形や破壊をもたらすばかりでなく，その強力な運搬能力によって押し流された船舶やコンテナが港湾部や河川流域の施設と衝突することで副次的な被害を発生させる．一方，水洗トイレではこの種の流れが洗浄のために活用されている．こういった問題は，自由表面の変形を含む流動現象をはじめ，固体間で生じる摩擦や衝突，漂流する物体の変形や運動などを同時に取り扱う必要があり，極めて複雑である．本研究ではまず問題を簡略化し，平板上に置かれた固形物体が水流によって押し流される様子を，界面の大変形を含む問題に対して有効なSPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) 法により解析することを試みる．