負圧を含む非圧縮性流体を対象とした SPH 法の圧力勾配モデルの原点回帰

抄録

近年，局地的な豪雨により，土砂災害や橋脚の流失が多発している．橋梁被害要因のひとつである橋脚周りの洗掘を粒子法である SPH 法で解析する際，粒子分布の偏在化や負圧に伴う引張不安定性が生じる．本研究では，負圧領域においても安定した解析を行うために，慣例的に頻用されてきた圧力勾配モデルに焦点を当て，負圧領域に適した圧力勾配計算について議論した．また，粒子を用いた離散近似および粒子配置の乱れに対して一次の精度を満足する修正勾配モデルと粒子シフティング技術を用いた．上記の SPH 法の基礎技術を用い， ISPH 法による定式化で，円柱周りの流れで生じる双子渦・カルマン渦の再現解析を実施し，実験結果との比較検討を行い，提案モデルの有用性を示した．