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渡辺 勢也*; 河原 淳*; 青木 尊之*; 杉原 健太; 高瀬 慎介*; 森口 周二*; 橋本 博公*
Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 17(1), p.2211143_1 - 2211143_23, 2023/00
被引用回数：1 パーセンタイル：56.82(Engineering, Multidisciplinary)津波氾濫や大雨の斜面災害では、多くの浮遊物や流木、丸太などが流れに含まれる。剛体衝突による構造物の被害は、水圧による被害よりも深刻である。浮遊物体を含む自由表面流れを研究するためには、大規模計算が可能で高性能な自由表面流のシミュレーションコードの開発が必要となる。本研究ではキュムラント格子ボルツマン法と粒子ベースの剛体シミュレーションを組み合わせた単相自由表面モデルを提案する。剛体間の接触相互作用は個別要素法で計算される。解析精度の向上と計算の高速化のために8分木ベースの局所細分化格子法を導入し、自由表面や固体表面近傍には高解像度の格子を割り当てた。提案モデルの精度検証のために、八戸工業大学と神戸大学の15m水槽と70m水槽で2種類の津波実験を行った。シミュレーションの結果、漂流速度、捕捉木片数、積層角について実験と良い一致を示した。
朝比 祐一; 畑山 そら*; 下川辺 隆史*; 小野寺 直幸; 長谷川 雄太; 井戸村 泰宏
Proceedings of 2021 IEEE International Conference on Cluster Computing (IEEE Cluster 2021) (Internet), p.686 - 691, 2021/10
被引用回数：2 パーセンタイル：70.83(Computer Science, Hardware & Architecture)多重解像度の定常流を予測する畳み込みニューラルネットワークを開発した。本モデルは、最先端の画像変換モデルpix2pixHDに基づき、パッチ化された符合付き距離関数から高解像度の流れ場の予測が可能である。高解像度データをパッチ化することにより、pix2pixHDと比べてメモリ使用量を削減した。
小野寺 直幸; 井戸村 泰宏
no journal, ,
汚染物質の実時間解析は核セキュリティの観点からも非常に重要である。都市部は高い建物が立ち並ぶため、乱流が発達し、大規模なCFD解析が必須となる。本研究では、適合細分化格子(AMR)を用いた格子ボルツマン法による流体解析手法を構築することで、高速かつ大規模な解析手法を構築した。従来の格子ボルツマン法では高いレイノルズの乱流解析が困難であるが、本計算では最新の衝突緩和モデルであるCummulant LBMモデルを採用することで高精度な乱流解析を実施可能とした。解析コードは産業技術総合研究所の風洞実験結果を再現可能である。さらに、AMR法を適用することで、全てを均一な格子で計算するのと比較して、10%以下の格子点にて、同様の結果が再現可能であることが示された。
小野寺 直幸; 井戸村 泰宏; 長谷川 雄太; 中山 浩成; 下川辺 隆史*; 青木 尊之*
no journal, ,
本論文では、風況デジタルツインの実現に向けた現実的な乱流境界層再現のためのデータ同化手法を提案する。本研究グループでは、格子ボルツマン法に基づく汚染物質拡散解析コードCityLBMを開発している。CityLBMは、GPUスーパーコンピュータ上において、適合細分化格子法を用いることで、数km四方の実時間アンサンブル解析が可能である。ここでは、CityLBMの境界条件として、メソスケール気象予測モデルの風況データをナッジング法を用いて同化している。本研究では、観測データに基づいてパーティクルフィルタによりナッジング係数を動的に最適化する手法を新たに提案した。この手法により、終日の風況プロファイルが観測データと一致することが確認され、大気の状態が大きく変化する終日のシミュレーションに適用することが可能となった。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 藤崎 竜也*; 今井 康友*; 田中 正暁
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉(SFR)において、炉上部プレナム内自由液面部に生じるくぼみ渦によるカバーガス巻込み現象が、SFRの安全設計上の課題となることから、渦によるガス巻込み現象の評価手法の開発が求められている。日本原子力研究開発機構では、3次元CFD解析によって得られた流速分布から渦の存在を予測する評価手法の整備を進めており、3次元CFD解析の効率化の観点から自由液面部の解析メッシュの部分的詳細化を検討している。本研究では、詳細化適用前の解析メッシュ(初期メッシュ)作成の効率化の観点から、機械学習によって体系に発生し得る渦の半径を予測し、予測値を初期メッシュ配置の基準値とする手法を検討した。円柱壁後流渦の体系を対象に、円柱の直径や入口流速等のパラメータを変化させてCFD解析を行い、得られた渦半径等の変数を用いて教師あり学習を実施し、体系内に発生する渦半径を予測した。その結果、予測した渦半径を基準とすることで初期メッシュサイズを効率よく決定できる見通しを得た。
