| Project/Area Number |
23K04041
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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 22040:Hydroengineering-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 友昭 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90569328)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
趙 容桓 名古屋大学, 工学研究科, 特任講師 (00761082)
水谷 法美 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10209760)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 波 / 漂砂 / 地盤 / 有効応力 / 数値解析 |
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| Outline of Research at the Start |
地盤の波浪応答は底質の移動に影響を与える可能性があることが水理実験や数値解析により確認されている．その一方で，波浪場と地盤の圧力・流速の連続性が保障された数値計算モデルは限られており，そのために底質の移動に与える有効応力の影響を検討した研究は十分に行われているとは言い難い．本研究では，有効応力が底質の移動とそれによる地形の変化に与える影響と機構を解明することを目的として，①波浪場と地盤の相互作用が解析できる波浪場・地盤連成モデルの開発，②底質内部の有効応力の影響を考慮した漂砂モデルの提案，③有効応力の観点から見た地形変化機構の解明の3つを柱として研究を実施する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
地盤の波浪応答は底質の移動に影響を与える可能性があることが水理実験や数値解析により確認されている．一方，地盤の波浪応答を解析できる数値計算モデルとして，これまでに圧密方程式，u-p形式のBiotの式，u-w形式のBiotの式を用いたモデルが開発されてきている．また，それらのモデルでは，波浪場のモデルを用いて地盤の内部の浸透流を含む領域全体を解くType A (All)または波浪場のモデルでは地盤の外側の領域だけを解くType W (Wave)のいずれかを使って，波浪場のモデルと地盤のモデルがカップリングされている．ただし，波浪場と地盤の圧力・流速の連続性が保障された数値計算モデルは限られており，そのために底質の移動に与える有効応力の影響を検討した研究が十分に行われているとは言い難い．
波浪場の下では底質内に有効応力の変動が常に生じており，有効応力の観点から漂砂現象を見直すことは重要であると言える．そこで本研究では，波浪場と地盤の相互作用が解析できる波浪場・地盤連成モデルを構築するとともに，有効応力の影響を考慮した漂砂モデルを提案し，その漂砂モデルを波浪場・地盤連成モデルに組み込む．そして，有効応力が底質の移動とそれによる地形の変化に与える影響と機構を解明することを目的とする．研究期間2年目の2024年度は，Type Aのone-wayとtwo-wayのカップリング手法が行える圧密方程式に基づくPORO-FSSI-FOAM（Liang・Jeng，2021；Zhai・Jeng，2022）をu-p形式のBiotの式に改良し，圧密方程式とu-p形式のBiotの式の違い，one-wayとtwo-wayのカップリング手法の違いの両者の観点から検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画の通り，波浪場・地盤連成モデルの高度化を行うとともに，これまで行われたことのない高度化による影響とカップリング手法の違いによる影響の両者の観点から検討を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間最終年度の2025年度は，当初の研究計画の通り，構築した波浪場・地盤連成モデルを地盤の波浪応答に関わる現象に適用するとともに，諸条件を変化させた数値実験を行い，地盤の波浪応答が底質の移動に与える影響の評価を行う計画である．
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