開発事例

ArkSurfinによる津波シミュレーション

当社では、流体解析の豊富な経験を生かし、ArkSurfin(free SURface Figured IN)による津波シミュレーションを可能としました。 また津波の計算結果から算定した波力を用いて、対象構造物のTDAPIIIを使った非線形時刻歴応答解析を実施できます。

ArkSurfinによる津波シミュレーション例の動画
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TDAPIIIによる津波避難ビル計算例(左から変形+応力コンター図、変形+断面力図)

技術要素

  • 浅水長波方程式(2次元)
  • ナビエ・ストークス式(3次元)
  • σ座標系、VOF法の適用(3次元)
  • 遡上域、浸水深の計算が可能
  • 波力の算定
  • ネスティングメッシュによる詳細シミュレーション
  • ビルや防潮堤等の施設を考慮可能
  • 『原子力発電所の津波評価技術』(土木学会)に対応
  • 断層パラメータによる波源設定

詳細

ArkSurfinは『Fin』:津波被害を終わらせたい、という思いも込めて名前をつけており、2次元(SURFIN-2D)または3次元(SURFIN-SigmaまたはSURFIN-VOF)の津波シミュレーションが可能なパッケージシリーズです。

全てのシリーズにおいて、津波波源はMansinha and Smylie(1971)の方法で、断層パラメータの入力によって設定され、遡上域や浸水深の計算が可能です。 またネスティングメッシュによる数mオーダーのメッシュを用いることで、遡上域の詳細シミュレーションや障害物として考慮されたビルや防潮堤等の波力の算定も可能です。

2次元モデルでは、土木学会の『原子力発電所の津波評価技術』に対応しています。

3次元モデルでは、σ座標系モデルとVOFモデルの2シリーズがあり、従来、2次元モデルでは静水圧として算定されていた波力も、σ座標系モデルでは鉛直方向に分布を持った波力として算定することが可能です。

またVOFモデルではさらに、建物内への浸水計算なども可能であり、より高度なモデルとなっています。

ArkSurfinによって算定された波力は、大手建設会社等、多数の導入実績がある3次元汎用構造解析ソフト『TDAPIII』に入力することで、対象構造物の非線形時刻歴解析を実施することもできます。

ArkSurfinはMPIライブラリによって並列化されており、大規模モデルにも対応可能です。

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