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数値波動水槽CADMAS-SURF/3Dによる解析サービス

みずほ情報総研では、数値波動水槽CADMAS-SURF/3Dを用いた各種解析サービスを提供します。また、お客様の必要に応じたカスタマイズにも対応します。詳細はお問い合わせください。

数値波動水槽CADMAS-SURF/3Dは「数値波動水槽の耐波設計への適用に関する研究会」により研究・整備されたVOF法に基づく3次元自由表面流れのシミュレータです。2次元版の数値波動水路CADMAS-SURFとともに、構造物の耐波設計において、設計公式や水理模型実験の補完もしくは代替の手段として数多く利用されています。みずほ情報総研は研究会発足時から事務局として開発に携わっており、CADMAS-SURF/3DおよびCADMAS-SURFの開発・解析を数多く実施してきた実績があります。

機能

CADMAS-SURFの機能を以下に示します(参考文献1)。基本的な機能は2次元版と3次元版で共通です。

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物理モデル
項目 特徴
支配方程式 非圧縮流体のNavier-Stokes方程式と連続の式
座標系 デカルト座標系
自由表面モデル VOF(Volume of Fluid)法
造波モデル 造波境界、造波ソース
造波関数 ストークス波、クノイド波、流れ関数法B、任意波形(マトリクスデータ使用)
無反射モデル Sommerfeldの放射境界およびエネルギー減衰帯

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数値計算法
項目 特徴
離散化方法 スタッガード・メッシュを用いた差分法、ポーラスモデル
時間積分 SMAC法
移流項 1次風上差分と2次中心差分のハイブリッド差分
VOF関数の移流項 ドナー・アクセプタ法、界面勾配を考慮(3次元版のみ)

参考文献 1) 秋山他, “数値波動水路の開発”,富士総研技報 Vol.7(2000年)
https://www.mizuho-ir.co.jp/solution/research/simulation/environment/suiri/pdf/index_01.pdf(PDF/964KB)

解析事例

孤立波の砕波の解析例です。2次元版のCADMAS-SURFで計算しています。

図1
孤立波の砕波

東北太平洋沖地震の際の津波遡上の様子を3次元で再現しています。CADMAS-SURF/3Dで計算しており、沖側は2次元の津波解析プログラムと連成しています。


3次元の津波遡上計算(アニメーション)
(提供:中央大学 海岸・港湾研究室)
(動画を再生するにはvideoタグをサポートしたブラウザが必要です。)

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