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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Expansion of comprehensive evaluation for driftwoods disaster risk considering climate change effects

Research Project

Project/Area Number 19H00812
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

矢野 真一郎  九州大学, 工学研究院, 教授 (80274489)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 笠間 清伸  九州大学, 工学研究院, 教授 (10315111)
二瓶 泰雄  東京理科大学, 理工学部土木工学科, 教授 (60262268)
水野 秀明  九州大学, 農学研究院, 准教授 (80356104)
浅井 光輝  九州大学, 工学研究院, 准教授 (90411230)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords流木 / 洪水 / 気候変動 / リスク評価 / 流域 / 橋梁捕捉実験 / SPH
Outline of Annual Research Achievements

(1)H29年九州北部豪雨被災地を対象として土壌雨量指数の評価を行った.期間最大値と斜面崩壊との関係に良い一致が見られた.同豪雨を対象として最適化された斜面崩壊予測ロジスティックモデルに対して,土壌雨量指数の期間最大値を説明変数に加えた解析を行ったが,土壌雨量指数の影響は小さかった.(2)H29豪雨に伴って奈良ケ谷川流域の地形を詳細に分析し,流木が停止した箇所の特徴を抽出し,ほとんどの流木が下流に流れ出した原因を推定した.(3)リアルタイムに斜面崩壊の発生時間と位置を推定できるシステムを開発することを目的として,気象レーダー情報や地盤情報データベースなどの地形・地質・降雨の空間情報をGIS 上で統合し,降雨時の地下水位変動や浸透流を考慮した力学モデルおよび機械学習を併用した斜面崩壊予測モデルを作成した.また,同モデルをH29豪雨に適用して精度評価を行い,機械学習を用いてメッシュの大きさと斜面崩壊予測精度の関係を調べ,最適化を行った.(4)橋梁における最初に捕捉される流木の条件や単位時間当たりの流木数を変化させた水理実験によって,連鎖的に捕捉される流木が受ける影響について検討した.捕捉された流木が水面直下に存在するときに捕捉率が増加しやすい傾向となった.連続的な投入において流木の枝の有無により捕捉率が大きく変化した.単位時間当たりの流木投入数が増えると捕捉率が増加し,その傾向は枝なし流木でより顕著に現れた.(5)流木捕捉が橋桁への流体力特性に及ぼす影響を明らかにするために,小型模型実験と3次元流況解析を行った.橋桁への流木捕捉により,わずかな流量増加でも橋桁への流体力は急激に増加し,流体力増加には投影面積増加が最も寄与した.(6)豪雨災害時の地盤浸透,斜面崩壊,そして構造物被害の予測モデルに向け,流体・地盤・構造の連成解析を可能とする粒子法解析システムを構築した.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (50 results)

All 2023 2022

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 3 results) Presentation (37 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results)

  • [Journal Article] Corrected ALE-ISPH with novel Neumann boundary condition and density-based particle shifting technique2023

    • Author(s)
      Morikawa Daniel Shigueo、Tsuji Kumpei、Asai Mitsuteru
    • Journal Title

      Journal of Computational Physics: X

      Volume: 17 Pages: 100125~100125

    • DOI

      10.1016/j.jcpx.2023.100125

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Seepage failure prediction of breakwater using an unresolved ISPH-DEM coupling method enriched with Terzaghi’s critical hydraulic gradient2023

    • Author(s)
      Tsuji Kumpei、Asai Mitsuteru、Kasama Kiyonobu
    • Journal Title

      Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s40323-022-00239-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] HIGH-ORDER SPH METHOD WITH SPATIAL SECOND-ORDER ACCURACY FOR GRADIENT, LAPLACIAN AND MIXED DERIVATIVE2023

    • Author(s)
      FUJIOKA Shujiro、TSUJI Kumpei、ASAI Mitsuteru
    • Journal Title

      Japanese Journal of JSCE

      Volume: 79 Pages: n/a~n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EFFICIENCY IMPROVEMENT OF PINNS INVERSE ANALYSIS BY EXTRACTING SPATIAL FEATURES OF DATA2023

    • Author(s)
      DEGUCHI Shota、SHIBATA Yosuke、ASAI Mitsuteru
    • Journal Title

      Japanese Journal of JSCE

      Volume: 79 Pages: n/a~n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 機械学習と力学モデルを併用した広域斜面崩壊予測の精度評価2022

    • Author(s)
      坂本達彦,笠間清伸,古川全太郎
    • Journal Title

      第11回土砂災害に関するシンポジウム論文集

      Volume: - Pages: 77-82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A phase-change approach to landslide simulations: Coupling finite strain elastoplastic TLSPH with non-Newtonian IISPH2022

    • Author(s)
      Morikawa Daniel S.、Asai Mitsuteru
    • Journal Title

      Computers and Geotechnics

      Volume: 148 Pages: 104815~104815

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2022.104815

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 転移学習で強化したGANによる稀少データから写実的な都市画像の自動生成2022

    • Author(s)
      柴田 洋佑、町田 禎弥、西村 和也、備瀬 竜馬、浅井 光輝
    • Journal Title

      AI・データサイエンス論文集

      Volume: 3 Pages: 551~557

    • DOI

      10.11532/jsceiii.3.J2_551

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MODEL EXPERIMENT AND 3D FLOW SIMULATION FOR INFLUENCE OF CAPTURED DRIFTWOOD ON FLUID FORCE OF RIVER BRIDGE2022

    • Author(s)
      UEDA Wataru、SUZUKI Hiiro、INOUE Takashi、KASHIWADA Jin、NIHEI Yasuo
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      Volume: 78 Pages: I_277~I_282

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_277

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 近年の洪水時橋梁被害の推移と水理・構造的要因の検討2022

    • Author(s)
      二瓶泰雄,井上隆
    • Journal Title

      基礎工

      Volume: 50 Pages: 151-154

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CLIMATE CHANGE IMPACT ASSESSMENT ON RIVER FLOW REGIME CONSIDERING UNCERTAINTY OF RUNOFF MODEL AND CLIMATE MODEL2022

    • Author(s)
      MARUYA Yasuyuki、MIYAMOTO Shohei、ANDO Kazuha、IJIMA Misaki、WATANABE Satoshi、YANO Shinichiro
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      Volume: 78 Pages: I_121~I_126

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_121

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] NUMERICAL MODELING OF MERCURY CONTAMINATED SEDIMENT TRANSPORT IN THE YATSUSHIRO SEA BASED ON IN-SITU MEASUREMENT OF SEDIMENT EROSION2022

    • Author(s)
      CHI Baixin、YANO Shinichiro、MATSUYAMA Akito、HAO Lin
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      Volume: 78 Pages: I_1135~I_1140

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_1135

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of rainfall in the Upper Jeneberang River Basin, South Sulawesi, Indonesia2022

    • Author(s)
      Saleh Ayuko Hirani、Tai Akira、Hatta Mukhsan Putra、Yano Shinichiro
    • Journal Title

      Proceedings of the 39th IAHR World Congress

      Volume: - Pages: 7179-7188

    • DOI

      10.3850/IAHR-39WC252171192022842

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of flood triggers in the Jeneberang river basin, South Sulawesi, Indonesia.2022

    • Author(s)
      Saleh Ayuko Hirani、Tai Akira、Hatta Mukhsan Putra、Yano Shinichiro
    • Journal Title

      Proceedings of the 39th IAHR World Congress

      Volume: - Pages: 6507-6514

    • DOI

      10.3850/IAHR-39WC252171192022843

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 力学モデルとXGブーストを用いた広域斜面崩壊危険度評価手法の精度検証2023

    • Author(s)
      坂本 達彦
    • Organizer
      令和4年度土木学会西部支部研究発表会
  • [Presentation] 気候変動による筑後川中流域における洪水氾濫への影響評価2023

    • Author(s)
      有田脩平
    • Organizer
      令和4年度土木学会西部支部研究発表
  • [Presentation] 日本全国および九州地方の各流域における長期的な気候変化に関する分析2023

    • Author(s)
      下村謙太
    • Organizer
      令和4年度土木学会西部支部研究発表
  • [Presentation] 潅水刺激に対する植物生体電位の変動特性2022

    • Author(s)
      竹田 梨夏
    • Organizer
      第57回地盤工学研究発表会
  • [Presentation] 平成29 年7 月九州北部豪雨における崩壊斜面の強度定数の推定2022

    • Author(s)
      坂本 達彦
    • Organizer
      第57回地盤工学研究発表会
  • [Presentation] 潅水・風・引張刺激に対するスギの生体電位変動特性に関するFFT解析2022

    • Author(s)
      竹田 梨夏
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] 機械学習と力学モデルを併用した平成29年7月九州北部豪雨の斜面崩壊予測2022

    • Author(s)
      坂本 達彦
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] Boosting a large-scale SPH particle methods using many GPUs, including inter-node communications2022

    • Author(s)
      Haruki Osaki, Daniel Morikawa, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      ICCCI2022, The 7th International Confernece on the Characterization and Control of Interface for high Qulity Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modified gradient and Laplacian models in the SPH method to improve accuracy including negative pressure regions2022

    • Author(s)
      Yusuke Saeki, Kumpei Tsuji, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      ICCCI2022, The 7th International Confernece on the Characterization and Control of Interface for high Qulity Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-order SPH method with spatial second-order accuracy for derivative operator2022

    • Author(s)
      Shujiro Fujioka, Kumpei Tsuji, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      ICCCI2022, The 7th International Confernece on the Characterization and Control of Interface for high Qulity Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A phase-change approach to landslide simulations: coupling finite strain elastoplastic TLSPH with non-Newtonian IISPH2022

    • Author(s)
      Daniel Morikawa, Mitsuteru Asai, Haruki Osaki
    • Organizer
      ICCCI2022, The 7th International Confernece on the Characterization and Control of Interface for high Qulity Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ISPH-DEM coupling simulation for estimating internal erosion in soil2022

    • Author(s)
      Mitsuteru Asai, Kumpei Tsuji
    • Organizer
      ICCCI2022, The 7th International Confernece on the Characterization and Control of Interface for high Qulity Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi -scale and -physics particle simulations for natural hazard2022

    • Author(s)
      Mitsuteru Asai
    • Organizer
      The 41st JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Hybrid ISPH-DEM Coupling Simulation for Estimating Internal Erosion in Soil2022

    • Author(s)
      Kumpei Tsuji, Yusuke Saeki, Shujiro Fujioka, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      MFEM2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Class of Higher Order Derivative Models in the Smoothed Particle Hydrodynamics2022

    • Author(s)
      Yusuke Saeki, Shujiro Fujioka, Kumpei Tsuji, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      MFEM2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A class of Laplacian and mixed derivative models in the SPH framework2022

    • Author(s)
      Mitsuteru Asai, Shujiro Fujioka
    • Organizer
      WCCM-APCOM2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Hybrid seepage failure analysis between two-phase mixture flow techniques using an ISPH-DEM coupling method2022

    • Author(s)
      Kumpei Tsuji, Yusuke Saeki, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      WCCM-APCOM2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unknown parameter identification from noisy training data using physics-informed neural networks2022

    • Author(s)
      Shota Deguchi, Youruke Shibata, Mitsuteru Asai
    • Organizer
      WCCM-APCOM2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地盤の内部侵食解析に向けたISPH-DEM解像・非解像型ハイブリッド連成手法の開発2022

    • Author(s)
      辻勲平,浅井光輝
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] 固有直交分解による特徴抽出を介したPINNsによる流れ場の学習と逆解析2022

    • Author(s)
      出口翔大,柴田洋佑,浅井光輝
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] GANと転移学習を併用した仮想都市への高解像度自動マッピング2022

    • Author(s)
      柴田洋佑,町田禎弥,西村和也,備瀬竜馬,浅井光輝
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] 複数GPUを用いたSPH法による大規模流体解析の高速化2022

    • Author(s)
      大崎春輝,森川ダニエル茂夫,浅井光輝
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] SPH法の圧力勾配モデルの再検討 ~負圧領域の取り扱いとカルマン渦の再現~2022

    • Author(s)
      佐伯勇輔,辻勲平,浅井光輝
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] SPH法における高精度2階微分モデルの検討2022

    • Author(s)
      藤岡秀二郎,辻勲平,浅井光輝
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] 地盤の内部侵食解析に向けたSPH-DEM解像・非解像型ハイブリッド連成解析2022

    • Author(s)
      辻勲平,浅井光輝
    • Organizer
      日本混相流学会混相流シンポジウム2022
  • [Presentation] SPHの高精度ラプラシアン・混合微分に関する考察2022

    • Author(s)
      藤岡秀二郎,辻勲平,浅井光輝
    • Organizer
      第27回計算工学講演会
  • [Presentation] ノード間通信を含む多数GPUを用いた大規模SPH粒子法の高速化2022

    • Author(s)
      大崎春輝,森川ダニエル茂夫,浅井光輝
    • Organizer
      第27回計算工学講演会
  • [Presentation] GANと転移学習の併用による仮想都市の写実的な画像の自動生成2022

    • Author(s)
      柴田洋佑,町田禎弥,西村和也,備瀬竜馬,浅井光輝
    • Organizer
      第27回計算工学講演会
  • [Presentation] 空間特徴抽出を援用した実践的PINNsによるパラメータ逆推定2022

    • Author(s)
      出口翔大,柴田洋佑,浅井光輝
    • Organizer
      第27回計算工学講演会
  • [Presentation] City-scale simulation of wooden house collapse prediction using the ASI-Gauss Code2022

    • Author(s)
      Munkhzaya Myagmarjav, Mitsuteru Asai, Hideyuki Otani, Daigoro Isobe
    • Organizer
      第27回計算工学講演会
  • [Presentation] A phase-change approach to landslide simulations: coupling finite strain elastoplastic TLSPH with nonNewtonian IISPH2022

    • Author(s)
      Morikawa Daniel Shigueo,浅井光輝,大崎春輝,一色正晴
    • Organizer
      第27回計算工学講演会
  • [Presentation] 朝倉市奈良ヶ谷川流域で流木流出率が高かった原因の分析2022

    • Author(s)
      森晴香
    • Organizer
      令和4年度砂防学会研究発表会
  • [Presentation] Sediment related Disasters Triggered by Severe Rainfall in Fukuoka Prefecture in 20192022

    • Author(s)
      Hideaki MIZUNO
    • Organizer
      A joint international workshop titled "Towards the Thought Process of Slope Disaster Prevention in the AI Era" organized by AsRTC1 and IMI
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 流水型ダムの緊急放流へ移行する確率に与える気候変動影響評価 立野ダムを事例として2022

    • Author(s)
      安藤 胤帆
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] 異常洪水時防災操作の発生確率に与える気候変動影響評価とダム再開発事業の適応策としての効果に関する検討 -鶴田ダムを例にして-2022

    • Author(s)
      伊島 実咲
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] 川内川の鶴田ダム下流域を対象とした激特事業の治水安全度向上の評価2022

    • Author(s)
      木村 大樹
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
  • [Presentation] 再解析データを用いた水文気象準観測データ作成手法の検討2022

    • Author(s)
      和田 光将
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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