2023 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamic mechanism of turbidity current for long-distance sediment transport through integration of numerical science and high resolution measurement technique
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19KK0110
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
西浦 泰介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー代理 (60509719)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 瞬 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (20705701)
古市 幹人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), グループリーダー (50415981)
大島 逸平 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (40851845)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 乱泥流 / 粒子懸濁液 / 密度流 / 粒子ー流体相互作用 / 数値解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、共同研究の相手方であるEPFL研究室が有する高精度超音波計測技術と初期・境界条件が管理可能な水槽実験設備を利用し、①粒子懸濁液の速度場，濃度場，粒度分布を計測する手法を確立を目指し、②乱泥流の詳細な運動メカニズムを明らかにすることを目標としている。実験結果から、研究代表者らが有する③粒子-流体相互作用を考慮したシミュレーション技術の高度化を図り、④乱泥流の長距離土砂輸送メカニズムについて論理性・普遍性・客観性を有する包括的な説明手法を提案することを目的としている。
2023年度は，乱泥流を模擬した粒子懸濁液の連続注入を可能にする水槽模型実験装置をもとに同比重の塩水密度流と粒子懸濁液の流動過程を観測し、運動性の整理を行ったまた種々の粒子の物性や濃度がその運動に与える影響を評価・検討した。また，粒子-流体の相互作用理解のためのためのアルゴリズムの改良と解析コードへの実装を進めた。加えて、コロナ禍で中断していた共同研究機関とのEPFL直接訪問を行うとともに、EPFLの水工学研究室において研究者が一定期間滞在し現地にて計測技術の確認と今後の研究方針について具体的な議論を行った。
研究期間全体において、乱泥流を模擬した粒子懸濁液の連続注入による水槽実験の結果をまとめ，乱泥流運動中の堆積過程に関する成果を国際ジャーナルに投
稿し、掲載された．また、乱泥流の長期継続運動メカニズムの解明に向け、連続注入可能な実験環境を整備し、乱泥流の観測を行った．また，粒子-流体の相互作用整理のための数理アルゴリズムの高度化を進め、現実的なマシンタイムで現象の再現解析が可能であることを確認した。また、共同研究の相手先であるEPFLと数多くのWebミーティングを行う中で研究の方向性や将来に向けた目標設定を定めた。2023年度には若手研究者がEPFLに長期間滞在し、現地にて研究交流を行った。
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