固液混合流体の直接数値シミュレーションによる巨視的粘性評価

抄録

本研究では, 細管粘度計の測定手順に倣い, 水と固体粒子が混ざり合った固液混合流体の粘性を, 三次元流体-構造連成解析を通して測定する数値粘性測定を実施し, 測定された巨視的粘性の傾向について基礎的な検討を行う. 具体的には, 土砂を模した剛体球粒子が混流した状態で管路流れの数値実験を行い, Hagen-Poiseuille 式を用いて巨視的な粘性を数値的に算定する. 解析結果から流れの微視的機構を観察した上で, 巨視的粘性との関連性について考察する. 流体運動の記述には三次元Navier-Stokes方程式を採用し, 土砂運動のモデル化には個別要素法 (DEM) を用いる. また, 水と土砂の相互連成解析には安定化有限被覆法を用いる.