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2020 Fiscal Year Annual Research Report

津波・漂流物による外力を考慮した津波避難ビルの統合型安全性照査システムの構築

Research Project

Project/Area Number 17H02057
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

磯部 大吾郎  筑波大学, システム情報系, 教授 (00262121)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 聖三  広島工業大学, 工学部, 准教授 (10439557)
浅井 光輝  九州大学, 工学研究院, 准教授 (90411230)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords津波伝播解析 / 構造解析 / 津波避難ビル / ASI-Gauss法 / VOF法 / 計算工学
Outline of Annual Research Achievements

先の東日本大震災での津波被害を受け、津波避難ビルの建築基準策定が進んでいる。避難ビルは、浮力と流体力、さらには漂流物による衝突力に耐える必要があるため、各外力に対するその強度評価を可能な限り正確に実施する必要がある。そこで本申請課題では、津波伝播解析、津波-漂流物連成解析および構造物の損傷解析手法を開発し、これらを統合した避難ビルの安全性照査システムを構築することを目的としている。本年度は、漂流物が津波避難ビルに衝突し窓などの開口部が塞がれ、構造物に作用する波圧が増加してしまうような現象を精査することを目的とし、前年度に高精度化、効率化を図った解析手法を統合して津波避難ビルの安全性照査システムを構築し、様々な数値解析を実施した。特に津波災害の再現解析を行い、建物の損壊・転倒などを引き起こす要因について検討し、避難ビルの設計方針に関する知見を取得した。一方、この知見を得るためには、膨大な形状・形式に対するケース解析を行う必要がある。また,ASI-Gauss法は非常に高速な解析手法であり、建物一棟程度であればPCでも十分に解析が可能であるが、避難ビルが周辺に与える影響や周辺から受ける影響を評価するためには、複数の構造物についてまとめて解析する必要がある。そのため、OpenMPによるノード内並列計算手法を導入することで、大規模計算の高速化を図り、都市を丸ごとモデル化した地震時挙動解析を実施した。また、課題に関する打合せや学会参加、論文投稿による成果発表を行った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (22 results)

All 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Fluid-rigid body interaction simulations and validations using a coupled stabilized ISPH?DEM incorporated with the energy-tracking impulse method for multiple-body contacts2021

    • Author(s)
      Asai Mitsuteru、Li Yi、Chandra Bodhinanda、Takase Shinsuke
    • Journal Title

      Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

      Volume: 377 Pages: 113681~113681

    • DOI

      10.1016/j.cma.2021.113681

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 数値解析のサロゲートモデリングによる確率論的災害リスク評価手法の開発2021

    • Author(s)
      出口翔大,浅井光輝,植木裕人,竹内友紀,川崎浩司
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)特集号

      Volume: Vol.76, No.2 Pages: p. I_565-I_576

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 物理速度と輸送速度を区別した選択型デュアル流速ISPH法を用いた混相流解析2021

    • Author(s)
      藤井孟大,浅井光輝,井元佑介
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)特集号

      Volume: Vol.76, No.2 Pages: p. I_247-I_257

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sequential Simulations of Steel Frame Buildings Under Multi-Phase Hazardous Loads During Earthquake and Tsunami2021

    • Author(s)
      Daigoro Isobe, Seizo Tanaka
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.669601

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Explicit incompressible smoothed particle hydrodynamics in a multi-GPU environment for large-scale simulations2020

    • Author(s)
      Morikawa Daniel、Senadheera Harini、Asai Mitsuteru
    • Journal Title

      Computational Particle Mechanics

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s40571-020-00347-0

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Energy-tracking impulse method for particle-discretized rigid-body simulations with frictional contact2020

    • Author(s)
      Li Yi、Asai Mitsuteru、Chandra Bodhinanda、Isshiki Masaharu
    • Journal Title

      Computational Particle Mechanics

      Volume: 8 Pages: 237~258

    • DOI

      10.1007/s40571-020-00326-5

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simulations of free-surface flow interacting with multiple rigid bodies using coupled ISPH-DEM incorporated with an energy-tracking impulse method2021

    • Author(s)
      Mitsuteru Asai, Yi Li
    • Organizer
      14th World Congress in Computational Mechanics and ECCOMAS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Non-Newtonian fluid simulation using a particle method for landslide simulations2021

    • Author(s)
      Daniel S. Morikawa, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      14th World Congress in Computational Mechanics and ECCOMAS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solving problems in structural dynamics using beam elements: From collapse behaviors of buildings to torque cancelling of robots2020

    • Author(s)
      Daigoro Isobe
    • Organizer
      11th International Conference on Computational Methods (ICCM2020)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Seismic Response Analysis for the Whole City with the ASI-Gauss Code to Estimate a City Level Damage2020

    • Author(s)
      H. Ishii, M. Asai, D. Isobe and H. Otani
    • Organizer
      3rd International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ASI-ISPH Partitioned Coupling Analysis for Fluid-Structure Interaction2020

    • Author(s)
      H. Omura, N. Mitsume, M. Asai and D. Isobe
    • Organizer
      3rd International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Study of Local Mass Conservation in 3D Flood Simulator2020

    • Author(s)
      Y. Minamite, S. Tanaka and D. Isobe
    • Organizer
      3rd International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Probabilistic disaster risk evaluation with surrogate-modelled numerical simulations2020

    • Author(s)
      Shota Deguchi, Mitsuteru Asai, Hiroto Ueki, Yuki Takeuchi, Koji Kawasaki
    • Organizer
      3rd International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of Spherical and Non-Spherical DEM in Reproducing Arch-Effect Characteristic of Ground Collapse Phenomenon2020

    • Author(s)
      Kumpei Tsuji, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      3rd International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fluid-solid multiphase analysis using a selective dual velocity ISPH method dividing into physical and transport veocity2020

    • Author(s)
      Takehiro Fujii, Mitsuteru Asai, Yusuke Imoto
    • Organizer
      3rd International Conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 確率論的災害リスク評価 - サロゲートモデルのカーネル化2020

    • Author(s)
      出口翔大,浅井光輝,植木裕人,竹内友紀,川崎浩司
    • Organizer
      土木学会第75 回年次学術講演会
  • [Presentation] ASI-Gauss法による都市全域の木造家屋倒壊解析手法の開発2020

    • Author(s)
      石井秀尭,浅井光輝,磯部大吾郎,大谷英之
    • Organizer
      土木学会第75 回年次学術講演会
  • [Presentation] 選択型デュアル流速ISPH法を用いた固液混相流解析の精度検証2020

    • Author(s)
      藤井孟大,浅井光輝,井元佑介
    • Organizer
      土木学会第75 回年次学術講演会
  • [Presentation] 数値解析のサロゲートモデリングによる確率論的災害リスク評価手法の開発2020

    • Author(s)
      出口翔大,浅井光輝,川崎浩司,竹内友紀
    • Organizer
      第23回応用力学シンポジウム
  • [Presentation] ASI-Gauss法による都市全域の木造家屋倒壊解析手法の開発2020

    • Author(s)
      石井秀尭,浅井光輝,磯部大吾郎,大谷英之
    • Organizer
      第23回応用力学シンポジウム
  • [Presentation] SPH-DEM連成による地盤陥没現象の再現解析における球形・非球形DEMの比較2020

    • Author(s)
      辻勲平,浅井光輝
    • Organizer
      第23回応用力学シンポジウム
  • [Book] はり要素で解く構造動力学2020

    • Author(s)
      磯部 大吾郎
    • Total Pages
      344
    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30544-7

URL: 

Published: 2021-12-27  

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