| Project/Area Number |
23K13410
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 22040:Hydroengineering-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
吉村 英人 岐阜大学, 工学部, 助教 (40975249)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 河川表面流計測 / 中波赤外線カメラ / 開水路乱流 / 直接数値計算 / Large Eddy Simulation / 逐次データ同化 / 局所アンサンブル変換カルマンフィルタ / 線形統計的推定 / データ同化 / 数値計算 / 河川乱流 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では観測データと数値計算のデータ同化により，河川水面下における流れを推定する技術の構築を試みる．まず，数値計算により水表面の流れと水面下の流れの関係性を分析する．次に，ここで得られた知見を活用しつつ，データ同化により水面下の流れを推定する技術を検討する．さらに，実河川において高解像度の表面流速を計測するため，中波赤外線カメラを用いた計測技術を開発する．最後に，開発した推定手法を室内水理実験および実河川に適応させ，検証を実施する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
河川表面流計測結果から水面下の瞬時場を推定する技術を構築するため，当該年度は(i)数値計算による表面流速と水面下の流れ場の関係性の分析，(ii)逐次データ同化による流れ場推定手法の実装，(iii)中波赤外線カメラを用いた実河川表面流計測を行った．(i)では矩形単断面の開水路乱流を対象にDirect Numerical Simulationを実施し，表面流速と水面下の流れ場の関係性を分析した．また，複断面の開水路乱流を対象にLarge Eddy Simulationを実施し，表面における乱れ構造と水深の関係性についても分析も行った．これらの数値計算で得られた知見をデータ同化の推定精度向上のために活用していく．(ii)では線形統計的推定および局所アンサンブル変換カルマンフィルタに基づく逐次データ同化手法をCFDコードに実装し，動作確認と基本的性能の検証を行った．また，矩形単断面開水路乱流での検証計算のための準備を進めた．いずれのデータ同化手法が最適化を調べるため，この流れを対象に各データ同化手法の推定精度を比較・検証していく．(iii)では実河川において中波赤外線カメラによる表面流計測を実施し，画像解析から河川表面に現われるボイル渦を含む瞬時流速分布が得られることを確認した．また，平均流速分布からは並列らせん流の様子も捉えることができた．今後は他の河川でも計測を行うと同時に数値計算も行い，実河川データを用いたデータ同化を実施する．
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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
データ同化のCFDコードへの実装や現地観測も含めて，概ね計画通りに進んでおり，順調である．
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した手法を実河川データに適応した場合の課題を早めに抽出するため，実河川データを用いた検証を優先させる．
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