2019 Fiscal Year Research-status Report
大規模津波越流時の海岸堤防裏法被覆ブロックの離脱機構に関する計算力学的研究
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18K04365
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
五十里 洋行 京都大学, 工学研究科, 助教 (80554196)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 津波 / 海岸堤防 / 被覆ブロック / 数値解析 / 粒子法 / 個別要素法 / 栗石 / 越流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大規模な津波が海岸堤防を越流する際には，堤防裏法肩近辺において顕著な圧力低下が生じ，それによって裏法肩部に設置された被覆ブロックが離脱・流出する．これは，海岸堤防裏法面上の多数の被覆ブロック群の流出の引き金となり，海岸堤防崩壊の一因となる．本研究では，流体が複雑に変形する現象や多数の移動物体を流体とともに計算することが容易な粒子法を用いた3Dシミュレーションを実施し，既往の水理実験結果との比較を通じて本シミュレーションモデルの適用性を検討する．
今年度は，昨年度構築した3Dシミュレーションモデルを用いて，裏法面上に設置された被覆ブロックの孔部から流出する栗石に着目したシミュレーションを実施した．昨年度は，被覆ブロックを列によって半個分ずらした千鳥配置の場合のみを対象としたが，開孔率の違いがもたらす影響を調査するため，ずらさずに格子状に配置した場合のシミュレーションも実施した．
どちらのケースにおいても越流水深が高いほど，ブロック孔部から流出する栗石の数は増加したが，開孔率の高い格子配列のケースのほうがより流出が顕著になった．どちらの配置の場合も基本的には法肩近傍もしくは法尻から流出するが，格子配置の場合においては，裏法面中段部からも流出が発生し，既往の水理実験と同様の傾向が見られた．
さらに，孔部における流れ場を確認すると，栗石が多く流出した箇所においては，圧力勾配が静水圧時よりもかなり大きくなり，また，上昇流の発生も見られた．すなわち，栗石に大きな浮力が作用するとともに，上昇流が作用して流出するというメカニズムが確認できた．
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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
昨年度と異なり，栗石を可動としたシミュレーションを行い，安定に計算が実施できることを確認した．これにより，最終年度に実施予定だった被覆ブロック群の流出過程のシミュレーションの土台作りが整った．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，裏法面上のすべての被覆ブロックおよび栗石を可動としたシミュレーションを実施する．懸念される事項は計算負荷の増加であるが，栗石の計算に導入する個別要素法に陰解法を導入することで緩和できないか検討する．
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| Causes of Carryover |
一昨年度，研究が順調に進んだために昨年度当初に10万円分前倒し支払請求を行い，その10万円でスパコン借り受けノード数の追加申請を行ったが，申請が通らなかったために使用せずに，当初の予算計画に戻す形とした．したがって，当初の使用計画通りにスパコンの支払い予算に充てる．
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Research Products
(2 results)
