津波・洪水氾濫流に対するマルチフィジックス大規模高速計算法の構築

海啸洪水多物理场大规模高速计算方法构建

• 批准号: 10J03754
• 负责人: 黒田 望
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03754/
• 关键词: Euler型解法; 非圧縮性; 陰的解法; コロケート格子

本研究では、津波や洪水氾濫流が構造物に与える流体力の評価、構造物の変形、漂流物の衝突の評価などが定量的に行える数値解法を構築することを目的とする。このように、流体と固体の連成問題を扱う上で、固体の大変形や分離が容易に扱えるEuler型解法を選択した。解法の構築のために、所属研究室で開発されたコロケート格子を用いた非圧縮性流体の解法を応用し、弾性体と流体を含む多相場の解法を開発した。多相場に含まれる非圧縮性の線形弾性体に対して、Cauchy応力とAlmansiひずみによる関係式ではなく、流体の基礎式と同様にひずみ速度テンソルで表記された速度形の構成式を導入した。弾性体の構成式は応力とひずみで表記されるため、弾性体の構成式を時間微分により応力速度とひずみ速度で表すことで、速度形の構成式を得た。数値解法の計算手順は非圧縮性流体の解法と同様で、非圧縮性の仮定を導入した平衡方程式に対して、有限体積法による離散化を行い、SMAC法によって圧力と速度を計算した。また弾性体の動的解析では、応力波の伝搬速度から計算されるクーラン条件により時間間隔に制限がかかる。一般に、応力波の伝搬速度から算出されるクーラン条件は流体計算におけるクーラン条件より厳しく、Euler型解法の計算コストが高くなる要因となっている。そこで、クーラン数による制限を取り除くために陰的解法の導入を検討した。当該年度では、片持ち梁の振動問題を扱うに留まっているが、今回取り扱った問題においては陰的解法の有用性を確認することができた。

This study focuses on the evaluation of flood flow, structural structures, and fluid force in Tsunami, and the shape of structural structures. The conflict of drifting objects, the evaluation of the conflict, the quantitative solution of the problem, the construction of the object, and the purpose of the project. It is easy to solve the problem of connecting fluid and solid, and it is easy to separate solid in large shape, and the Euler type solution is easy to solve. The construction method of the solution, the affiliated laboratory's open system and the use of the grid are not The solution of compressive fluid is easy to use, and the solution of elastic body and fluid containing multi-phase field is easy to solve. Polyphase field contains non-compressible linear elastic body, Cauchy elasticity, Almansi, and so on. The relational expression is ではなく, the basic formula of fluid is the same as the でにひずみ speed テンソルで expression されたspeed form のconstructed formula を is introduced した. The composition formula of the elastic body is は応力とひずみでexpression and the composition formula of the elastic body is time Differential により応force speed とひずみSpeed で table すことで、Speed form のstructural formula をget た. The numerical solution method is easy to calculate, and the solution method for non-compressible fluids is the same as that for non-compressible fluids. The formula is used, the finite volume method is discretized, and the SMAC method is used to calculate pressure and speed. The analysis of the motion of the body and the calculation of the moving speed of the force wave are the conditions and the time interval and the limit. General に、応力波の伝moving speed からcalculation されるクーランconditionsはfluid calculation におけるクーラThe key factors of calculating the condition of the condition and the Euler type solution are the high value of the solution. The solution of そこで、クーランによる Limit をtake り except くために英 is introduced を検question した. When the vibration problem of the year's では、Katachi ち beam を扱うにstay まっているが, I will get it this time The usefulness of the solution to the problem of り扱ったにおいては英 is confirmed by することができた.

项目成果

Numerical prediction for movements of a floating object with non-uniform density in free surface flows

自由表面流中密度不均匀漂浮物体运动的数值预测

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Hydroscience and Hydraulic Engineering
• 作者: Satoru Ushijima;Nozomu Kuroda;Genta Nakamura
• 通讯作者: Genta Nakamura

Euler型解法による流体中の片持ち梁の計算

使用欧拉型求解方法计算流体中的悬臂梁

• 发表时间: 2010
• 期刊: 計算工学講演会論文集
• 作者: Neil Alles;Niroshani S.Soysa;四條知恵;Asako Shimoda;四條知恵;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;下田麻子;Asako Shimoda;下田麻子;黒田望・牛島省
• 通讯作者: 黒田望・牛島省

非圧縮性線形弾性体のEuler型解法と計算の高速化に対する検討

不可压缩线弹性体欧拉式求解方法及加速计算研究

• 发表时间: 2010
• 作者: Satoru Ushijima;Nozomu Kuroda;Genta Nakamura;黒田望
• 通讯作者: 黒田望

Numerical prediction of finite deformation of elastic bodies in the three dimensional fluid flows

三维流体流动中弹性体有限变形的数值预测

• 发表时间: 2010
• 作者: Satoru Ushijima;Nozomu Kuroda;Genta Nakamura;黒田望;黒田望
• 通讯作者: 黒田望