著者

佐藤 兼太 川崎 浩司 越村 俊一

出版者

日本混相流学会

雑誌

混相流 (ISSN:09142843)

巻号頁・発行日

vol.37, no.3, pp.316-323, 2023-09-15 (Released:2023-10-08)

参考文献数

18

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Characteristics of tsunami flow in cities are three-dimensional, highly non-linear and non-hydrostatic. A fully three-dimensional free-surface fluid model is required to simulate such a flow field. Fluid simulations in the field of coastal engineering are often large-scale since large areas are the subject of the simulations. The numerical model must be not only accurate but also efficient. In recent years, the lattice Boltzmann method (LBM) has attracted much attention as a novel simulation method and has been successfully applied to various engineering fields. Moreover, the cumulant LBM has attracted attention because it has excellent numerical stability even for high Reynolds number flows. The single-phase free-surface flow model using the cumulant LBM is a suitable approach for simulating violent flow fields in coastal engineering. In this study, we propose a single-phase free-surface flow model based on the cumulant LBM using the volume-of-fluid (VOF) model. We demonstrate that the cumulant LBM is stable under violent flows and reproduces the pressure field well compared with the traditional single relaxation time model. We find that a larger bulk viscosity can reduce the numerical oscillation of the impact pressure acting on a structure, although a bulk viscosity that is too large reduces the accuracy and stability. The results of the proposed model are in good agreement with previous experimental results.

著者

佐藤 兼太 越村 俊一

出版者

公益社団法人 土木学会

雑誌

土木学会論文集B2(海岸工学) (ISSN:18842399)

巻号頁・発行日

vol.71, no.2, pp.I_145-I_150, 2015 (Released:2015-11-10)

参考文献数

11

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3次元流体解析による市街地スケールの大規模津波浸水シミュレーションは,計算負荷・コストの点で依然課題があり,京コンピュータなどのHPCIを活用した事例など,限られた環境でしか実現できていない.陽的な解法であることと並列化効率が高いことは,大規模領域における解析には重要な要件であり,その点で格子ボルツマン法(以下,LBM)が注目されているが,自由表面流れ解析において計算が不安定となりやすいことが報告されている.本研究ではLBMで現れる擬似的な圧縮性に注目し,簡便な非圧縮流体モデルを適用することで計算の安定を図った.本研究で提案した手法により時間刻み幅が大きく,従来のLBMでは計算が不安定となる条件においても安定した解析が可能となった.必要な計算量を従来のLBMと比べ,削減することが可能なモデルを開発した.