2019 Fiscal Year Research-status Report
Impact assessment of unexploded ordanance disposal at the seafloor and the construction of aggressive environmental load reduction techniques
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19K12393
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| Research Institution | Okinawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
比嘉 吉一 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 教授 (20335368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井山 裕文 熊本高等専門学校, 生産システム工学系MIグループ, 教授 (40300660)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 不発弾 / 海中爆破処理 / 数値シミュレーション / 可視化 / 環境負荷低減化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，不発弾海中爆破処理における影響評価を実験力学ならびに計算力学的視点に より明らかにし，その海域へ及ぼす環境への影響を低減化する処理技術の提案を通して当該問題への貢献を行うものである．具体的には，海中における不発弾爆破処理条件である ①処理炸薬量，②周辺海域／海底地形の違いが，一次飛散物および水中衝撃波伝ぱ挙動に 及ぼす影響について，スケールモデルでの可視化実験ならびに種々の影響因子を導入した計算機実験により明らかにすることを目的としている．
研究初年度は，不発弾爆破処理によって海水中に誘起される「衝撃波伝ぱ挙動」および弾殻破片などの「一次飛散物挙動」ついて検討する目的から，汎用数値シミュレーションソフトウェアにより海中衝撃波伝ぱ問題のモデル化を行った．具体的には，不発弾，沖縄県固有土壌，海水および大気からなる簡易版海中爆発問題シミュレーターを構築し，１）炸薬量，２）処理水深に依存した海中での不発弾爆発現象にについて検討を行い，大気中に比して海水中の衝撃波伝ぱ速度が大きくなるものの，海水による抵抗が大きいため一次飛散物の粒子速度が減ずる効果があることを確認した．
一方，不発弾爆破処理によって海水中に生ずる「衝撃波伝ぱ挙動」を超高速度カメラによる可視化実験により明らかにする目的から，衝撃波伝ぱによる瞬間的な高圧力に対する耐圧
とカメラ観察に資する観察窓を具備した「可視化用小型実験水槽」の設計製作を行った．合わせて，想定される爆発力により生ずる小型実験水槽内の圧力変化が実験水槽に及ぼすについて，数値シミュレーションによる検証を行い，実験水槽の変形量が微小であること，フランジ継手箇所および観察窓への影響も問題無いことを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者が担当の「課題１：計算力学的視点に基づく不発弾海中爆破処理現象の解明」については，簡易版であるものの「炸薬」「沖縄県固有土壌」「海水」および「大気」から構成される計算機モデルを構築し，海中爆破処理における炸薬量・水深に依存した衝撃波伝ぱ挙動ならびに一次飛散物の粒子速度分布の特性を明らかにすることができた．しかしながら，現有の計算機資源では不発弾の弾殻ケースを加味した離散化ができないため，大規模計算機の利用による精緻な数値シミュレーションモデルの構築を行っているところである．
一方，研究分担者が担当の「課題２：実験力学的視点に基づく不発弾海中爆破処理現象の解明」については，「可視化用小型実験水槽」の設計製作および数値シミュレーションによる当該水槽の変形・強度および気密性の安全確認までとなっており，研究初年次に実施予定であった「可視化実験の試行」は年度内の実施ができなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究初年次に明らかにした「炸薬量」「処理水深」「沖縄県固有土壌」に加え，「弾殻ケース」を考慮した海中爆破処理問題の数値シミュレーションを実施するため，大規模数値シミュレーションモデルの構築と大規模数値実験を実施する．この結果，より精緻な海中爆破処理現象の解明を行う．さらに，港泊図を利用した実海底形状の３次元可視化により数値シミュレーションモデルへの導入を行う．
一方，可視化用小型実験水槽を用いたスケールモデルによる可視化実験に着手し，各種実験パラメータの収集を行う．さらに，仮想港湾モデル内での海中衝撃波伝ぱ挙動の可視化実験を実施することで，海底面爆発問題のモデル化と数値シミュレーションモデルに導入する握手パラメータの初期データの収集を行う．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により，年度第４四半期に予定していた国内外での学会出張および研究打ち合わせのための出張が４件スキップしたため，旅費の支出が大きく減ずることのなった．次年度へ繰り越した助成金は，研究初年度に明らかになった大規模計算機システムへの使用料として充当することで，今後の研究進捗に大いに寄与するものと考える．
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Research Products
(8 results)
