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ハイブリッドSPH法を援用した津波ハザードマップの高度化

研究課題

研究課題/領域番号 15F15369
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 水工学
研究機関北海道大学

研究代表者

木村 一郎  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60225026)

研究分担者 IBRAHIM AHMED  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-11-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード津波 / 粒子法 / ハザードマップ / 数値解析 / SPH / 津波ハザードマップ
研究実績の概要

本年度の主な成果は,平面二次元型津波災害予測モデルの構築と高度化,および津波に伴う土砂輸送の固液混相流解析モデルの構築の二点である.
1.平面二次元型津波遡上解析モデルの構築と高度化:津波は空間的に比較的大スケールの現象であるといえ,これをリアルタイムでシミュレーションするためには,三次元モデルは計算機負荷が大きい.このため,平面二次元浅水流モデル型のSPH法用いた津波シミュレーション手法についても検討を実施した.平面二次元モデルはオイラー法においても従来から用いられており,その三次元モデルに対する経済性の面での優位性は疑いの余地はない.本研究では既往の論文を参考に,独自の工夫をこらした津波数値解析モデルを新たに構築した.これらをいくつかの単純化された流れ場に適用し,その妥当性を示した.特に,多様な境界条件設定方法について検討し,そのモデル化に成功した.一方,河川を遡上する津波およびそれに伴う氾濫については,Hyper Grid型のモデルを新たに構築し,実河川の氾濫に適用することで,その妥当性を示した.これらの成果により,津波ハザードマップの構築に必要な基盤技術が確立されたと考えられる.
2.津波は水の輸送のみならず,土砂などの固体物も同時に輸送し,これにより地形変動を伴う場合がある.特に,津波防御構造物周辺の地形変動の予測は構造物安全性を理解する上でも重要である.このような現象のモデル化について,既往の粒子法のフレームワークの中で拡張を行うことで実現した.構築したモデルをいくつかの単純なケースで検証しそのだ同姓を示した.本モデルはハザードマップの高度化に貢献するのみならず,津波構造物の計画・設計等に貢献するものと期待される.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] SPH MODELING OF TSUNAMI PROPAGATION AND HIGHEST RUN-UP: CASE STUDY - OKUSHIRI ISLAND TSUNAMI2017

    • 著者名/発表者名
      AHMED M. ABDELRAZEK, ICHIRO KIMURA and YASUYUKI SHIMIZU
    • 雑誌名

      E-proceedings of the 37th IAHR World Congress, Kuala Lumpur, Malaysia

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SPH Based shallow water simulation of the 1993 Okushiri tsunami experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Ahmed M. Abdelrazek, Ichiro Kimura and Yasuyuki Shimizu
    • 雑誌名

      4th International Symposium of Shallow Flows, Eindhoven University Technology, NL, (26-28 June, 2017)

      巻: 1 ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Scale Flood Modelling Using Hyper Grid Approach2017

    • 著者名/発表者名
      Malik Ahmad ALI, Ichiro KIMURA, Ahmed M. ABDELRAZEK3 and Yasuyuki SHIMIZU
    • 雑誌名

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

      巻: 73(4) ページ: 319-324

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] SPH MODELING OF TSUNAMI PROPAGATION AND HIGHEST RUN-UP: CASE STUDY - OKUSHIRI ISLAND TSUNAMI,2017

    • 著者名/発表者名
      AHMED M. ABDELRAZEK, ICHIRO KIMURA and YASUYUKI SHIMIZU
    • 雑誌名

      E-proceedings of the 37th IAHR World Congress August, 2017, Kuala Lumpur, Malaysia

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation of the erosion and seepage failure around sheet pile using two-phase WC-SPH method2016

    • 著者名/発表者名
      Ahmed M. Abdelrazek, Ichiro Kimura, Yasuyuki Shimizu
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 72 号: 2 ページ: I_495-I_504

    • DOI

      10.2208/jscejam.72.I_495

    • NAID

      130005311952

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation on local scour below a weir using Two-phase WC-SPH method2016

    • 著者名/発表者名
      A.M. Abdelrazek, Ichiro Kimura and Yasuyuki Shimizu
    • 雑誌名

      Scour and Erosion, Harris, Whitehouse & Moxon (Eds) 2016 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-02979-8

      巻: 1 ページ: 61-67

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-phase numerical simulation of scour due to free fall of water jet using WCSPH method2016

    • 著者名/発表者名
      Ahmed M. Abdelrazek, Ichiro Kimura, Yasuyuki Shimizu
    • 雑誌名

      Proceedings of 11th International Symposium on Ecohydraulics, Melbourne, Australia

      巻: 11 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of three-dimensional rapid free-surface granular flow past different types of obstructions using the SPH method2016

    • 著者名/発表者名
      AHMED M. ABDELRAZEK, ICHIRO KIMURA, YASUYUKI SHIMIZU
    • 雑誌名

      Journal of Glaciology

      巻: 2016 号: 232 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1017/jog.2016.22

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical modeling of Surge waves induced by dam failure over mobile bed using Two-phase WCSPH Model2016

    • 著者名/発表者名
      AHMED M. ABDELRAZEK, ICHIRO KIMURA, YASUYUKI SHIMIZU
    • 雑誌名

      Proceedings of RiverFlow 2016, Sent Luis USA

      巻: 2016 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Erosion and seepage failure around sheet-pile using two-phase WC-SPH model2016

    • 著者名/発表者名
      AHMED M. ABDELRAZEK, ICHIRO KIMURA, YASUYUKI SHIMIZU
    • 雑誌名

      Proceedings of ISRS 2016 , Stuttgart, Germany

      巻: 2016 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Simulation of Flash-Flood Impacting on a Bridge using Weakly Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WC-SPH) Method2017

    • 著者名/発表者名
      A.M. Abdelrazek, Ichiro Kimura and Yasuyuki Shimizu
    • 学会等名
      The 10th Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, RCEM 2017
    • 発表場所
      Università di Padova (Padova, Italy)
    • 年月日
      2017-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SPH Based shallow water simulation of the 1993 Okushiri tsunami experiment.2017

    • 著者名/発表者名
      A.M. Abdelrazek, Ichiro Kimura and Yasuyuki Shimizu
    • 学会等名
      The 4th International Symposium Shallow Flows (ISSF 2017), June 26 - 28, 2017, Eindhoven Netherlands
    • 発表場所
      Eindhoven University of Technology (Eindhoven, Netherlands)
    • 年月日
      2017-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of Flash-Flood Impacting on a Bridge using Weakly Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WC-SPH) Method2017

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Mohamed Abdelrazek Ibrahim
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Flash Floods in Wadi Systems (3rd ISFF)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Investigation of the Propagation of Shock Waves and Dead Zones in Rapid Flows of Granular Materials using SPH Method2016

    • 著者名/発表者名
      AHMED M. ABDELRAZEK, ICHIRO KIMURA, YASUYUKI SHIMIZU
    • 学会等名
      Applied Mechanics, JSCE
    • 発表場所
      北海道大学(北海道,札幌市)
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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