津波防災・減災システム設計援用マルチフィジックスシミュレータの開発

开发多物理场模拟器以协助海啸防灾减灾系统设计

• 批准号: 13F03051
• 负责人: 浅井 光輝
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03051/
• 关键词: 津波; 数値解析; 粒子法; マルチフィジックス; 流体構造連成解析; 流体地盤連成解析

2011年の東北地方太平洋沖地震時に発生した津波により，沿岸域にある橋梁あるいは海岸保全施設などの土木構造物は甚大な被害を受けた．これらの被害調査の結果，津波による想定外の外力の作用で構造物が破壊しただけでなく，基礎地盤の洗堀などの影響で構造全体の不安定化が生じた事例も多い.今後，津波などの自然災害に対する構造物の防災・減災機能の向上を計るためには，流体と地盤および構造物の3者の動的相互作用を正確に予測可能な数値解析技術の開発が期待される． 申請者は，2009年より上記の連成問題に対する新たな数値解析技術の開発に着手しており，いまだ困難とされている津波時の地盤洗掘問題に対して，世界に先駆け，その数値シミュレーションに成功している。具体的には，津波による解析対象を取り巻く環境の大きな変化（地盤形状の変動，津波浮遊物の衝突，その他）を無理なく表現可能な数値解析技術を開発するため，メッシュを必要としない粒子型の数値解析手法であるSmoothed Particle Hydrodynamics(SPH法)に着目し，構造物と流体および地盤の相互作用を適切に評価するための改良法を提案した．また，解析対象が広範な領域となるため，高効率な並列化解析技術を導入しており，3次元解析までを可能とした。

在2011年太平洋地震期间发生的海啸对沿海地区的桥梁和沿海保护设施等土木工程结构造成了严重破坏。由于这些损坏调查，由于海啸的意外影响，结构不仅破裂了，而且在许多情况下，由于护城河对基础地面的影响，整个结构都不稳定。将来，为了改善针对海啸等自然灾害的结构的预防和缓解功能，可以预期，数值分析技术可以准确预测流体，地面和结构的三个部分之间的动态相互作用。自2009年以来，申请人已开始为上述耦合问题开发新的数值分析技术，并且是世界上第一个成功模拟海啸期间地面搜查问题的人，这仍然被认为是困难的。具体而言，为了开发一种数值分析技术，该技术可以轻松表达海啸分析目标（地理位置形状的变化，海啸碰撞等）周围环境的重大变化，我们集中于平滑的粒子流体动力学（SPH方法），一种粒子型分析方法，这些分析方法不需要构造和构造的方法，并提出了改进的方法，并提出了改进的方法，并提出了构造方法，并构成了构造的方法，并需要进行构造，并且需要构造的方法，并且需要构造，并且需要构造的方法，并且需要构造的方法，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要构造的方法，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行构造，并且需要进行粒子型分析方法。 地面。此外，由于分析目标是较大的范围，因此已经引入了高效的并行分析技术，因此可以执行3D分析。

项目成果

Simulation of Fluid-Structure Interaction using an Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics

使用不可压缩平滑粒子流体动力学模拟流固耦合

• 发表时间: 2014
• 作者: Abdelraheem M. Aly;Mitsuteru Asai
• 通讯作者: Mitsuteru Asai

Numerical evaluation of Tsunami fluid force acting on Tsunami refuge building by using a particle method

海啸流体力作用于海啸避难建筑物的粒子法数值计算

• 发表时间: 2014
• 作者: 1.Tetsuro Goda;Mitsuteru Asai;Abdelraheem M. Aly and Nur’Ain Idris
• 通讯作者: Abdelraheem M. Aly and Nur’Ain Idris