
界面渦等により不連続化した流れ場再現プログラムCIP-m-FEMの開発
港湾技研資料 NO.0989 2001.03
| 執筆者 | 中山恵介,岡田知也 |
| 所属 | 海洋環境部 環境評価研究室 |
要旨 | 湾外からの内部波等の影響を考慮できる湾内流動モデルと しては,3次元非静水圧湾内流動モデル(CIP-CSF)を挙げる ことが出来る.しかし,3次元モデルを用いて,内部波など の影響を正確に再現,検討するためには,計算グリッドの解 像度をかなり上げる必要があり,現段階では実用上困難であ る.そこで,そのような波の成分を再現でき,実際上実用可 能であるモデルとして,マルチレイヤーモデルを挙げること が出来る.しかし,計算を行う際,空間的に内部フルード数 が1.0を越える場所,越えない場所,いわゆる内部跳水が発 生し,計算不安定が生じ計算実行不可能になる. したがって,湾内流動の予測,再現において,常射流混在 の流れ場を浅水流方程式により再現することは重要であり, さらに適用性を高めるためにも差分法等の構造格子による計 算ではなく,非構造格子による再現計算が重要である.そこ で本資料では,常射流混在場を浅水流方程式により容易に再 現することが出来るCIP-mスキームに有限要素法を適用し, これまでの実験結果と再現計算の比較,検討を行い,新たな モデルCIP-m-FEMを構築することを目的とする. 有限要素法を適用する際,様々な流れ場での再現計算を可 能にするため,3角形メッシュを用いる.しかしながら,3角 形メッシュでは従来のCIP法を用いることが出来ない.そこ で,新たな補間関数を定義したCIP-s法を提案した.さらに ,有限要素法を適用する際に集中化を用いずにマルチパス法 を用い,壁面等の急激に流速が変化する場所での再現性を高 めた.その結果,水路幅0.8m,水深0.0353m,フルード数2. 0以上の流れ場に置かれた直径0.10m円柱により発生した斜 め波と,その斜め波が壁面から反射した斜め波と共鳴する ことにより発生した水深の増大等を,良好に再現することが 出来た. |
| お問い合わせはkikaku@ysk.nilim.go.jpまでお願いします。 |
| (C)Copyright 1996-2007 Nationnal Institute for Land and Infastructure Management(NILIM) No reproduction or republication without permission. |