浸透流と土粒子の直接数値計算のためのPS-MRT Lattice Boltzmannモデル

抄録

浸透流を伴う土のマイクロメカニクスを調べるために，浸透流と土粒子の両方をLattice Boltzmann Method（LBM）とDiscrete Element Method（DEM）を連成させて効率良く直接解くことが出来る数値計算手法について検討した．まずは，浸透流の計算に対する数値安定性を高めるために，Multiple Relaxation Timeモデル（MRTモデル）を導入した．また，3次元で土粒子の大きさ以下の解像度で浸透流を扱う場合は必然的に計算コストが高まるため，LBMの並列性の高さを損なわないような連成モデルとしてPartially Saturatedモデル（PSモデル）を選択した．そして，これらを新たに組み合わせたPS-MRT Lattice Boltzmannモデルの妥当性と地盤工学への適用性について検証した．