ダム破壊流によって引き起こされる孤立した建物に対する水力学的力の評価

気候変動は洪水の頻度と強度を増加させ、建物への被害を悪化させています。ベルギーでは、現在の建物基準は洪水リスクを考慮していません。この問題に対処するために、Buildwiseは洪水耐性構造物を開発するための戦略を策定するFLOODプロジェクトを開始しました。本研究は、静水圧成分と水力成分の両方を包含する流れの力に焦点を当てています。この研究の目的は、水深と流速に基づいて流れの力を計算する方法を分析し、2D数値モデルがこれらの力を正確に推定する能力を評価することです。この目的のために、長方形の障害物に影響するダム破壊流をシミュレーションした実験が行われました。力の測定では、初期衝撃相と準静的相という2つの明確な相が示されました。その後、実験テストは、UCLouvainで開発された2D浅水方程式を非構造メッシュ上で解く有限体積法を用いたWatlabソフトウェアを用いて数値的に再現されました。流れの力は、障害物を組み込んだ細かいメッシュ上で水静圧成分と運動量フラックスの合計として力を計算する物理ベースの方法と、障害物を除外した粗いメッシュ上で運動量フラックスに比例して見積もるドラッグベースのアプローチを利用して推定されました。結果は、2D数値モデルが測定された水深と流速を正確に再現することを示しています。さらに、文献からの経験則は、実験測定値と一致する流れの力の推定をもたらします。最後に、両方の数値アプローチは、測定値と良好に一致する力の予測を提供し、洪水にさらされた構造物への水力学的負荷を評価するための適用可能性を検証しています。