2018 Fiscal Year Research-status Report
遡上津波による沿岸石油コンビナートタンク群への作用波圧特性に関する基礎的研究
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17K14733
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
長山 昭夫 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (40621438)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 津波波力 / 遡上津波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、沿岸構造物を群体とみなし遡上津波先端部の３次元的流動を解明し、これをもとに遡上津波の沿岸構造物群への作用波圧低減手法を示すことである。対象沿岸構造物を石油貯蔵施設である石油コンビナートのタンク群に的を絞り、1)構造物周辺の津波流動における群体効果の評価、2)遡上津波のタンク群に対する波圧特性の評価、3)防波堤・防油堤による遡上津波抑制効果の評価を行う。
本年度は、1)構造物周辺の津波流動における群体効果の評価、2)遡上津波のタンク群に対する波圧特性の評価を計画し、以下の成果を得た。
（1）オープンソースのOpenFoamを使用した円柱構造物への推算波力と分力計による測定波力を比較しその整合性を確認した。（2）単体円柱における衝撃波圧作用時の比エネルギーの大部分は速度水頭が占め、持続波圧作用時には圧力水頭が支配的となることがわかった。（3）格子配列された円柱への作用波力を検討した結果、円柱の設置間隔を変化させることで後列円柱のみならず前列円柱での無次元最大波力も変動することがわかり、円柱間距離が狭いほどその影響が大きくなる。（4）格子配列された円柱群への無次元波圧係数は、設置間隔によりその特徴が変化し、特に前列円柱では後方側面における波圧変動に違いがみられ、設置間隔が狭い場合は波圧が上昇する傾向にあることがわかった。一方、後列円柱の前方側面では衝撃波圧の上昇速度が変化すること、後方側面では単体円柱の場合よりも大きな波圧が作用することがわかった。（5）構造物への津波作用波圧を推定するためのa-Fr図に今回の結果をプロットした結果、前列円柱では想定以上の波圧が発生する可能性がある。
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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
本年度の実施計画は大きく2つであり、1)構造物周辺の津波流動における群体効果の評価、2)遡上津波のタンク群に対する波圧特性の評価を実施し一定の成果を得て査読付き論文投稿、国際会議での口頭発表を行った。本研究では大型平面水槽での模型実験、ワークステーションを使用した数値計算を実施し、構築モデルの精度検証を行っている。模型実験では水槽設置の油圧式プランジャーの調整、ワークステーションの並列計算環境構築に時間を費やしたが、当初の計画通り実行できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は研究終了年度となるため、実施計画の3)防波堤・防油堤による遡上津波抑制効果の評価を実施する。具体的には模型実験においては、円柱への津波波圧低減を目的に防波堤模型を作製する。また実際のコンビナートには重油流出防止のための防油堤が設置させているため防油堤防模型も作成し、これらの津波抑制効果について詳細に検討を行う。数値計算では、模型実験を再現し計算ケースの再現性を確認した後、模型実験では取得することが難しい圧力変動や各水頭を算出し、防波堤と防油堤の津波低減効果についての評価を行う。
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| Causes of Carryover |
前年度に前倒し支払い請求を実施したためである。また模型実験において当初想定していたよりも安価に実験機器が製作できることが判明したため物品費が予定よりも少額になったためである。
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