2022 Fiscal Year Research-status Report
スラブの構造と力学的特性の解明およびMPMによる雪崩の汎用モデルの構築
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22K03747
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| Research Institution | YUKIKEN Snow Eaters Co., Ltd. (Laboratory) |
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Principal Investigator |
西村 浩一 株式会社雪研スノーイーターズ(研究室), 雪研スノーイーターズ(研究室), 研究室室長 (10180639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 佳彦 株式会社雪研スノーイーターズ(研究室), 雪研スノーイーターズ(研究室), 主任研究員(兼 研究開発部部長) (40601042)
安達 聖 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 特別研究員 (80719146)
田邊 章洋 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 特別研究員 (90830448)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 雪崩 / スラブ / MPM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
古くから雪崩発生の一因とされてきたが、その過酷な条件からこれまで観測の実績が皆無であった猛吹雪のもとで発生・成長するスラブ（吹きだまり）の力学特性を明らかにすることを目的として、北海道のニセコモイワスキー場内の急峻な尾根上に仮設の観測小屋を設置し、2023年1月と2月にそれぞれ数日間にわたって泊まり込み、密度、硬度、雪質、雪温などの積雪断面観測を集中的に実施した。またこの際に吹きだまりの積雪サンプルを連続的に採取し、積雪内部の空隙をドデカンで充填したうえで冷凍保存し、防災科学技術研究所の新庄雪氷環境実験所に輸送した。そして当研究所のX線μCT解析装置を用いることで積雪の微細な3次元構造を非破壊で計測した。その結果、吹雪の時間変動に伴う積雪構造の詳細な変化を定量的に抽出することに成功した。現在、同時に計測された気象要素、とりわけ風速の変動との詳細な比較検討が実施されている。
さらに2022年9月には研究分担者の田邊がスイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）のGaume教授の研究室に約1週間にわたり滞在し、彼らのグループにより開発された雪崩の発生から運動、停止に至るすべてのプロセスを記述可能なMaterial Point Method (MPM)の手法を習得するとともに、モデルに組み込むうえで不可欠となる雪の特性を反映したカムクレイモデルについてもそれぞれの研究組織で得られた情報と意見交換を行った。
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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
スラブが形成される尾根上への仮設の観測小屋の設置、そして猛吹雪下での観測および積雪のサンプリングから冷凍保存、さらには新庄の研究所への輸送手段が確立された。またX線CTの解析による3次元構造の解析の結果、吹雪の時間変動に伴う積雪の微細構造の変化の抽出にも成功するなど初年度に計画された研究内容は予定通り完遂された。
また2022年9月には研究分担者の田邊がスイスのEPFLのGaume教授の研究室に滞在してMPMの基礎とその手法を習得することができたことで、モデルの構築に向けた準備も整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に観測点への仮設の観測小屋の設置、猛吹雪下での観測および積雪のサンプリングから冷凍保存、さらには新庄の研究所への輸送手段が確立されたほか、X線CTの解析による3次元構造の解析の手法も定まったことから、次年度からは雪崩発生につながる特徴的な構造の抽出と定量化に向けた作業を継続して進める予定である。
さらにはGaume教授およびその研究グループとの情報・意見交換に基づき、研究代表者の西村が2023年9月から3か月間、EPFLに招聘されたため、本研究の主目的であるMPMの計算手法の確立に向けて一層の研究の進展が期待される。
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| Causes of Carryover |
渡航費の高騰に伴い、一部を繰り越して合算して次年度に実施するため。
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