Aspherix
橋梁周辺における砂利浸食解析
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- 粒子挙動解析
本事例では、CFDEM coupling Multiphaseを用いて、橋梁周辺における砂利の浸食挙動を解析しました。VOF法による自由表面流れとDEM解析を組み合わせることで、河川流れによる砂利粒子の移動をシミュレーションしています。
【VOF CFD-DEMとは】
河川や海洋などの自由表面を持つ流れを解析する場合、気液界面の挙動を考慮する必要があります。
CFDEM coupling Multiphaseでは、VOF（Volume of Fluid）ソルバを用いて気液界面を表現しながら、粒子解析（DEM）と流体解析（CFD）を連成することができます。固体粒子に加え、1種類の気体および複数種類の液体を扱うことが可能です。
【解析内容】
本事例では、原寸大となる全長20mの橋梁周辺を対象に、高さ0.4mの砂利層の浸食解析を実施しました。
解析対象の砂利量は320トンであり、粗視化後の粒子数は約700万粒です。流入側から1m区間は固定された粒子床とし、それより下流側では河川流れの影響によって粒子が移動できる条件を設定しています。
また、大規模なDEM解析を実施するため、複数の粒子を1つの計算粒子として扱うパーセル法を適用しています。本解析では、動画上で表示される1粒子が約1,000個分の粒子を代表する設定となっています。
【解析結果】
動画では、橋梁周辺における河川流れの影響によって砂利粒子が移動し、浸食が進行する様子を確認できます。
また、河川流れに伴う砂利の移動および浸食の進行状況を可視化しています。
【使用製品】
・Aspherix
・CFDEM coupling Multiphase