Case

解析事例

洗堀現象へ活用したDEM-CFD解析事例

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  • 製品名

    • OpenFOAM

  • カテゴリー

    • 熱流体解析事例

  • 産業分野別

    1.　解析概要

    河川における橋脚や洋上施設における基礎などの柱まわりの洗掘を解析する。

    OpenFOAMで行える下記2種類の解析を組み合わせた、カップリングソルバを作成した。

     

    ①河床や海底の砂 ⇒ 個別要素法（DEM）
    ②河川の流れや潮流 ⇒ 流体解析（interFoam）

     

    解析により、砂（粒子）の挙動や流速場の状況を推測できる。

    • of25-1
      図1　洗掘イメージ

    2.　計算モデル

    of25-2
    図2　モデル・境界条件

    流体設定
    水1流体のみ（2流体も可能）
    密度　1000[kg/m3]
    動粘性係数 　1e-6[m2/s]


    粒子設定
    粒子数 60072
    粒子径 0.1[m]
    質量(1粒子) 2.667e-5[kg] 

     *パーセル近似により、1[mm]の粒子と同じ挙動をする。 

    • of25-3
      図3　流入境界・壁

    3.　解析結果

     ① 河床や海底の砂 個別要素法（DEM） 

    - アニメーション

    ＊10秒間くらいかけて、細密配置に移動する。細密配置の状態を初期粒子配置とすることもできる。

    ＊粒子の高さ[m]をコンター図で表示している。

     ‐洗掘深さ
    粒子の高さをコンター図で表示することで、洗掘深さを示す。 

    • of25-5
      図5　粒子高さ結果150秒

     ② 河川の流れや潮流　流体解析（interFoam） 

     ‐円柱周りの流速場
    レイノルズ数Re ～ 1e6前後の現象であり、乱れた流れとなっている。 

    • of25-6
      図6　柱(円柱)周りの流速場

     

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