| Project/Area Number |
19K04959
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Technology (KOSEN), Kure College |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有尾 一郎 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (50249827)
黒川 岳司 呉工業高等専門学校, 環境都市工学分野, 教授 (50325148)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 洪水 / 流体力 / 水槽実験 / 数値流体解析 / 3Dレーザースキャナ / 被災メカニズム / 橋梁 / 現地調査 / レーザー加工機 |
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| Outline of Research at the Start |
平成30年7月豪雨災害における広島市及び呉市内の被災橋梁の緊急調査結果と追加の調査をもとに被害の分析を行い，構造（橋）－流体（水）の連成系として被害発生メカニズムを解明し，洪水による橋梁の落橋被害を防止するためフェアリングの効果を検討する。
ドローンや３Dレーザースキャナを利用した橋梁形状および河川地形の詳細な計測をもとに橋脚－橋桁－河川を含む数値解析モデルあるいは水槽実験用模型の構築が可能になるようにし，河川の流量，堆砂量を変化させて，橋桁に作用する流体力と橋桁下側の流速の数値シミュレーションおよび水槽実験を実施し，フェアリングによる流体力低減効果を検討する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Regarding the damage of bridges damaged by heavy rain disasters, water channel experiments and computational fluid dynamics were carried out to investigate the hydrodynamic forces acting on the bridge girders when the flood water exceeds the high water level as a coupled system of structure and fluid. Experiments were conducted to measure the hydrodynamic force acting on the bridge girder by changing the water level of the water channel in five steps from the bottom to the top of the bridge. In addition to a model of an open-floor plate girder bridge, changes in hydrodynamic forces with or without floor slabs and with or without railings were experimentally determined.
Using a 3D laser scanner, damaged bridges were used to perform 3D measurement of the bridge and its surrounding terrain, and a 3D model of the bridge and a model for computational fluid dynamics analysis were constructed from point cloud models of bridge piers, girders, and river revetments.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年の大雨による災害において，計画洪水位を越える洪水流が橋桁に直接作用することにより，橋が損傷を受ける被害が多くなってきている。本研究では，水槽実験と数値流体解析によって橋桁に作用する流体力に関する基礎的なデータを取得した。また，3Dレーザースキャナで橋梁および護岸等の形状を計測した結果を使って，実際の橋梁周りの洪水流の数値シミュレーションを行うための数値解析モデルの作り方を検討した。
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