飛来物

[46] 空気中を落下した球による衝撃力に関する数値流体解析

○野村 卓史¹、渡邉 光太郎²、酒井 純生³ (1.日本大学理工学部土木工学科、2.さいたま市役所、3.三井住友建設株式会社)

キーワード：構造流体連成、有限要素法、落下する球、衝撃力、力積

空気中を自由落下した球が地表面に衝突し反発する過程を構造流体連成解析過程として解析した。衝突時の衝撃力を地表面からの反力として球の運動方程式に加える方法をとった。衝突後の球の速度がゼロになる条件を満たすように反力の値を決めると，衝突後に上昇した球がちょうど初期位置に到達することが分かった。また，1ステップを細分化し，反力を滑らかに変化させる過程を用いて圧力の数値振動を除去できた。本解析法では，衝撃力の値は時間積分間隔の大きさに依存するが，その代わりに衝突時の力積を評価できる方法であることが分かった。また，球と空気の質量比を変化させて，質量比が小さくなるほど衝突時の球の運動や反力に対する影響が大きくなる結果が得られた。