抄録
近年の頻繁に発生する局所的豪雨による土砂災害や2011年の東北地方太平洋沖地震における津波による防波堤の洗掘崩壊といった災害は, いずれも流体である水と固体である土 (砂礫) が相互に影響し合った固液混相流である. しかしこれらの災害はその規模が大きく, 例えば防波堤の実規模での実験などによる検証や議論は不可能である. そのため数値解析を用いてこれらの解析を行い, 被害メカニズムの解明や対策案の構築に役立てることが期待されている. 本研究ではこれら災害の内, 津波による防波堤の崩壊メカニズムの解明, 対策案の構築に焦点を当てた, 固液混相流手法の開発を行っている. 具体的には流体の解析にはSPH法, 固体解析にはDEMを用いており, 両者を相互作用力によって連成させ解析を行う. また自由表面判定を改善することで, 混相状態でも安定した解析解を得られるようにしている. 本論文では水とガラスビーズを用いたシンプルなモデルを用いて妥当性の確認と本手法の精度検証を行い, 最後に粗視化手法を用いた洗掘解析に本手法の適用を試みた.
