2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K14035
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡部 靖憲 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20292055)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 水工水理学 / 津波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，近年流体力学分野で著しく発展した拡散界面モデルを応用し，任意粗度をもつ任意勾配地形上の津波遡上波先端の挙動と局所流れの力学的特徴を適切に反映し，動的な浸水域変化の厳密な評価を可能とする自由水面先端境界条件モデルを開発するものであり，未熟な現行モデルの使用によって遡上流れの正しい再現が阻害されることなく将来期待される浸水域の土砂や瓦礫の輸送，底面浸食等の高度な予測を保証するものである．平成28年度に行ったタスクに対して以下の成果を得た．
タスク1 遡上波先端を含むダムブレーク流れの三次元水面形状遷移を数値化するため，プロジェクターから物体に照射したカラーブロックの反射パターンから3次元水面形状を再構成する画像計測技術の高度化を進めた．これは水面による屈折と水中微粒子による散乱光の影響を反映した計測を可能にするものである．成果の一部は応用力学シンポジウムに投稿し公開している．
タスク2 非平衡界面に対して気体液体の自由エネルギー，表面エネルギーを拡散界面中の状態量によって近似し従来の静的平衡接触角を使うことなくプリミティブに動的接触角をもつコンタクトラインを計算可能な拡散界面モデルのプロトタイプを開発した．
タスク3 防潮堤から越流し街路に沿って遡上する都市型浸水シナリオをモデル化し，遡上波伝播の接触角依存性を明らかにすると共に，遡上波の合流，街路への貯留を通して段波が街路を駆け巡る非定常な浸水過程が生じることを発見した．2011年東北津波を対象に，動的な計算格子解像度の変化を可能とするAMR，物理量の特性曲線に沿った移流計算を近似するCIP法を組み合わせた新たな長波遡上計算の枠組みを開発した．このモデルにより高解像度で決定した遡上波先端位置を陽的に計算に反映させるだけではなく，地盤の浸食も同時に評価可能となる．これらの成果は，土木学会論文集に投稿され出版されている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初2年間での達成を見込んでいたコンタクトラインの力学を反映させた遡上波の3次元計算並びに遡上波先端の移動を高解像で定義し長波計算に反映可能な新規モデルの開発の両者を平成28年度中に完了することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画以上に本研究は進展しており，問題等は生じていない．本年度研究を継続し，各タスク研究を統合する準備は整っている．
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