自由表面流のモデリングとその砕波シミュレーションへの応用

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自由表面流のモデリングは,近年急速に活発化しつつある研究テーマである.今回の共同研究では,従来型の流体の数値モデルとは全く異なる発想から流れの支配方程式を離散化する「粒子法」に属する有力な2つのモデル,すなわちSPH (Smoothed particle hydrodynamics)とMPS (Moving particle Semi-implicit)法を用いて,海岸部で発生する砕波を対象としたシミュレーションを行い,2つのモデルの表現力を検討し,相互のモデルの改良に繋げることを目的とする.本研究は,従来型の計算法では理論的予測が不可能であった現象を予測できるモデルを開発するという開拓型のプロジェクトである.昨年度,一様勾配斜面上での砕波および海岸構造物全面での砕波に関して,申請者と外国人共同研究者が個々に開発してきたMPSとSHPのコードを適用し,結果を比較しつつ双方のモデルの特徴に関して詳細に議論した.その結果,昨年中に基本部分を手がけつつあったテーマ,すなわち外国人共同研究者の半陰解法型SPHに申請者のSPS乱流モデルを組み込んだ拡張を,本年度更に進めることで合意した.対象は,昨年度と同様にカーテンウォール型浮防波堤であるが,本年度は,カーテンウォール型浮防波堤の揺動も考慮した波・流れ・構造物(浮体)連成モデルに基づくシミュレーションコードを構築した.なお,昨年度の成果を取りまとめた論文が,Coastal Eng.Jour. Vol.46, No.1に掲載された.さらに,本年度の成果も同学術誌に投稿して採択され,近日中に印刷・公表予定である.