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Long term projection of storm surge inundation using upscaling and adaptive mesh refinement

Research Project

Project/Area Number 19J22429
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 22040:Hydroengineering-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

福井 信気  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords高潮 / 浸水 / 市街地 / 解適合格子法 / 津波 / 地形アップスケーリング / 抗力
Outline of Research at the Start

高潮発生域のみを重点的に計算し,計算負荷を減らすことが可能にするため,時空間的に計算サイズを最適化する解適合格子法を用いた高潮モデルの開発を行う.一方,都市域の浸水については地形の粗視化手法を高度化し,格子解像度を1桁上げても計算精度を維持できるアップスケール手法の開発を行う.1mスケールの局所の情報を100mスケールの粗な格子に格納する際に,建物の水平的な配置と鉛直構造の効果を考慮し,計算格子サイズ依存性の解消を図る.以上で開発した高潮浸水計算手法と最新の全球大気モデルGCMや領域気候モデルによる気候変動予測結果を用い,全国スケールでの高潮の将来変化予測を行う.

Outline of Annual Research Achievements

項目(1)で都市浸水に適した数値モデルの開発(項目(1-A) 解適合格子法を用いた高潮浸水モデルの開発,項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発)を行う.項目(2)では,最新の気候予測計算を外力として,様々な温暖化シナリオのもと長期積分を実施し,全国スケールでの高潮浸水被害の将来予測を行う.計算結果をもとに,我が国の高潮災害の脆弱域および適応策について評価する.

今年度は,全体計画の中の項目(1-B)と(2-A)について研究を行った.
項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発:1-2年次に開発した都市域を対象とした津波浸水モデル,平均化建物抗力モデル(iDFM: individual Drag Force Model; 現在英文ジャーナルに投稿し,査読後修正中)を高潮モデルSuWAT(Kim et al., 2015)に適用し,実イベント検証として,2013年台風Haiyanによるレイテ島都市域の再現計算を行った結果,浸水範囲と浸水深について痕跡調査結果との再現性が良好でiDFMの高潮への適用可能性も示された.
項目(2) 高潮の全国評価:前述の高潮モデルSuWATとiDFMに解適合格子法(項目(1-A)にて検討)を用いた高潮モデルGeoClaw (Mandli et al., 2014)を単方向結合することにより,異なるスケールを持つ日本広域での高潮の発生から市街地の浸水までを効率的に計算する手法を確立し,全国スケールでの高潮浸水評価の基礎となるモデルを構築した.この手法に基づき,台風Hagibisの擬似温暖化実験による台風気象場(気圧・風速)を外力とし,日本の近海における高潮の発生から東京湾沿岸における高潮の浸水までの計算を行った.計算結果は,高解像度モデルを真値として比較検討を行い,大局的な浸水範囲の変化と最大値の再現性について概ね良好な結果が得られた.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Variations in Building-Resolving Simulations of Tsunami Inundation in a Coastal Urban Area2022

    • Author(s)
      Fukui Nobuki、Chida Yu、Zhang Zhongduo、Yasuda Tomohiro、Ho Tung-Cheng、Kennedy Andrew、Mori Nobuhito
    • Journal Title

      Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering

      Volume: 148 Issue: 1 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1061/(asce)ww.1943-5460.0000690

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Uncertainty of storm surge forecast using integrated atmospheric and storm surge model: a case study on Typhoon Haishen 20202021

    • Author(s)
      Toyoda Masaya、Fukui Nobuki、Miyashita Takuya、Shimura Tomoya、Mori Nobuhito
    • Journal Title

      Coastal Engineering Journal

      Volume: 64 Issue: 1 Pages: 135-150

    • DOI

      10.1080/21664250.2021.1997506

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A COMPARISON OF VELOCITY FIELD IN TSUNAMI INUNDATION OVER COASTAL URBAN CITY2021

    • Author(s)
      福井信気、森信人、千田優、安田誠宏
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 77 Issue: 2 Pages: I_211-I_216

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_211

    • NAID

      130008113375

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EXPERIMENTAL STUDY OF TSUNAMI AND STORM SURGE INUNDATION USING COASTAL CITY MODEL2020

    • Author(s)
      福井 信気、森 信人、Che-Wei Chang、千田 優、安田 誠宏、山本 剛士
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_373-I_378

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_373

    • NAID

      130007935799

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EXPERIMENTAL STUDY OF DRIFT OBJECTS USING SPATIOTEMPORAL DATA UNDER COMPLEX VELOCITY FIELD2020

    • Author(s)
      千田 優、福井 信気、森 信人、安田 誠宏、山本 剛士
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_313-I_318

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_313

    • NAID

      130007935765

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact Assessment of Climate Change on Storm Surge and Sea Level Rise Around Viti Levu, Fiji2020

    • Author(s)
      Sabunas Audrius、Mori Nobuhito、Fukui Nobuki、Miyashita Takuya、Shimura Tomoya
    • Journal Title

      Frontiers in Climate

      Volume: 2 Pages: 1-14

    • DOI

      10.3389/fclim.2020.579715

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A REVIEW OF MAXIMUM STORM SURGE HEIGHTS IN JAPANESE THREE MAJOR BAYS CONSIDERING CLIMATE CHANGE2020

    • Author(s)
      森 信人・福井 信気・志村 智也
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 76 Issue: 1 Pages: 1-6

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.1_1

    • NAID

      130007787603

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Numerical modeling of tsunami inundation using upscaled urban roughness parameterization2019

    • Author(s)
      Fukui, N., Prasetyo, A., & Mori, N.
    • Journal Title

      Coastal Engineering, Elsevier

      Volume: 152 Pages: 103534-103534

    • DOI

      10.1016/j.coastaleng.2019.103534

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] NUMERICAL MODELING OF TSUNAMI INUNDATION OVER A COASTAL CITY USING SUB-GRID SCALE DRAG FORCE MODEL2019

    • Author(s)
      福井信気・森信人・Katsuichiro GODA
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: I_391-I_396

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_391

    • NAID

      130007730259

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] サブグリッドスケール建物情報を考慮した台風Haiyanによる高潮浸水計算2022

    • Author(s)
      福井信気、森信人、金洙列、志村智也、宮下卓也
    • Organizer
      令和3年度京都大学防災研究所年次講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 都市地形を対象とした津波浸水時の陸域の流速場の比較検討2021

    • Author(s)
      福井信気、森信人、千田優、安田誠宏
    • Organizer
      第77回海岸工学講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 市街地を対象とした津波浸水シミュレーションの不確実性評価2020

    • Author(s)
      福井信気、千田 優、Zhongduo Zhang、安田 誠宏、Andrew Kennedy、Tung-Cheng Ho、森 信人
    • Organizer
      令和2年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 沿岸市街地模型を用いた津波浸水実験 Part1 流れ場の計測と流体モデルの検証2020

    • Author(s)
      福井信気、千田 優、Zhongduo Zhang、安田 誠宏、Andrew Kennedy、Tung-Cheng Ho、森 信人
    • Organizer
      第10回巨大津波災害に関する合同研究集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 沿岸市街地模型を用いた津波・高潮浸水実験と解析2020

    • Author(s)
      福井 信気、森 信人、Che-Wei Chang、千田 優、安田 誠宏、山本 剛士
    • Organizer
      第67回海岸工学講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Physical and Numerical Modeling of Tsunami Inundation in Coastal Urban Area2020

    • Author(s)
      Nobuki Fukui、Nobuhito Mori、Che-Wei Chang、Yu Chida、Tomohiro Yasuda、Takashi Yamamoto、Andrew Kennedy、Zhongduo Zhang、Andrew Copp
    • Organizer
      Virtual International Conference of Coastal Engineering (vICCE) 2020
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      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 沿岸市街地模型を用いた津波・高潮浸水実験とその数値解析2019

    • Author(s)
      福井信気
    • Organizer
      京都大学防災研究所研究発表講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 沿岸域の市街地模型を用いた津波浸水実験とその解析2019

    • Author(s)
      福井信気
    • Organizer
      巨大津波災害に関する合同研究集会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 市街地を対象とした津波遡上計算のためのSGS建物抗力モデルの開発2019

    • Author(s)
      福井信気
    • Organizer
      海岸工学講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 津波遡上計算のためのSGS建物抗力モデルの開発2019

    • Author(s)
      福井信気
    • Organizer
      日本地球惑星連合大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Numerical Modeling of Tsunami Inundation in Urban Area using Sub-Grid Scale Drag Force Model2019

    • Author(s)
      Nobuki Fukui
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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