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計算力学的視点に立脚した不発弾安全化処理のための避難マップの作成

研究課題

研究課題/領域番号 16K01305
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関沖縄工業高等専門学校

研究代表者

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)

研究分担者 井山 裕文  熊本高等専門学校, 機械知能システム工学科, 教授 (40300660)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード不発弾処理 / 数値シミュレーション / ジャーガル / 島尻マージ / 土壌動特性 / 避難マップ / ライナープレート / 可視化 / 土壌特性 / 衝撃波 / 解析・評価 / 国土整備
研究成果の概要

計算力学的視点による不発弾の安全化処理技術に貢献する目的から,不発弾炸薬量,弾頭形状および土壌動特性の違いが,一次破片の飛散挙動に及ぼす影響について数値シミュレーションにより詳細に検討を行った.数多くの数値実験結果より,以下の成果を得た:(1)沖縄県固有土壌「島尻マージ」の動特性を明らかにした.(2)防護壁出口直径を2/3に減ずることで,約30~50%の一次飛散物を抑制できることを明らかにした.(3)防護壁出口の制御により,積極的な避難半径の縮小化が可能であることを示した.(4)得られた一次飛散物の予測到達距離を地理情報システムへ導入することで,仮想避難マップの作成が可能となることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

計算力学的視点に立脚した理論的根拠に基づく避難区域の設定ならびに避難区域の積極的な縮小化を目指した処理壕の設計を可能とすることで,区域内の活動を制限することで生ずる経済活動の停止とこれにともなう損失を最小限に抑えることが可能となる.
また,金属・土壌動特性を律速する固体力学分野へ爆発的な燃焼を記述する熱力学+反応場が複層的かつ複雑に絡まる問題を対象としたマルチフィジックス現象を取り扱うため,学術的意義は極めて大きい.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 計算力学的視点による不発弾の安全化処理-地中・地表面爆発問題の数値シミュレーション-2019

    • 著者名/発表者名
      比嘉 吉一,井山裕文
    • 雑誌名

      設計工学

      巻: Vol.54, No.2 ページ: 91-97

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Electrical Discharge Characteristics Induced by Underwater Wire Explosion2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo HENZAN, Yoshikazu HIGA, Osamu HIGA, Ken SHIMOJIMA and Shigeru ITOH
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: Vol. 910 ページ: 72-77

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.910.72

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical Simulation for Soil Surface Explosion Problem, - A study of fragments controlling effect using liner plate application -2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Hirofumi IYAMA, Ken SHIMOJIMA, Osamu HIGA and Shigeru ITOH
    • 雑誌名

      2018 Third International Conference on Engineering Science and Innovative Technology (ESIT)

      巻: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/esit.2018.8665029

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Study and Computational Simulation for Shock Characteristics Estimation of Okinawa's Soils "Jahgaru"2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Hirofumi IYAMA, Ken SHIMOJIMA, Masatoshi NISHI and Shigeru ITOH
    • 雑誌名

      The International Journal of Multiphysics

      巻: 11(3) 号: 3 ページ: 245-253

    • DOI

      10.21152/1750-9548.11.3.245

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Explosive Forming Using Detonating Fuse2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi IYAMA, Yoshikazu HIGA, Masatoshi NISHI and Shigeru ITOH
    • 雑誌名

      The International Journal of Multiphysics

      巻: 11(3) 号: 3 ページ: 233-244

    • DOI

      10.21152/1750-9548.11.3.233

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Electrical Discharge Characteristics Induced by Underwater Wire Explosion2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo HENZAN, Yoshikazu HIGA, Osamu HIGA, Ken SHIMOJIMA and Shigeru ITOH
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optical Examination of Shockwave Propagation Induced by an Underwater Wire Explosion2016

    • 著者名/発表者名
      Osamu HIGA, Atsushi YASUDA, Yoshikazu HIGA, Ken SHIMOJIMA, Kazuyuki HOKAMOTO and Shigeru ITOH
    • 雑誌名

      The International Journal of Multiphysics

      巻: 10(4) ページ: 343-353

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Numerical Simulation of Shock Wave Propagation for Shock Parameter Calculation2019

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi IYAMA, Yoshikazu HIGA, Masatoshi NISHI and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      International Symposium on Explosion, Shock wave and High-energy reaction Phenomena 2019 (ESHP2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Observation for Dynamic Characteristics of "Shimajiri Maaji" and its Evaluation using Computational Simulation2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Shotaro UEHARA, Hirofumi IYAMA, Ken SHIMOJIMA, Osamu HIGA and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      International Symposium on Explosion, Shock wave and High-energy reaction Phenomena 2019 (ESHP2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 沖縄県固有土壌の動特性評価と土中爆発問題の数値シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      上原 彰太郎,比嘉 吉一,井山 裕文
    • 学会等名
      日本機械学会第31回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Computational simulation for contribute to unexploded bomb disposal problem using SPH scheme2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Hirofumi IYAMA, Ken SHIMOJIMA and Osamu HIGA
    • 学会等名
      The International Conference on Engineering and Applied Sciences
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational Prediction of Electrical Discharge Characteristics and Shockwave Propagation Behavior induced by Underwater Wire Explosion2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo HENZAN, Yoshikazu HIGA, Ken SHIMOJIMA, Osamu HIGA and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      Yellow Sea Rim Workshop on Explosion, Combusion and other Energetic Phenomena for Various Environmental Issues
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SPH simulation of Fragment Behavior Prediction for Soil Surface Explosion2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Ken SHIMOJIMA, Hirofumi IYAMA, Osamu HIGA and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      Yellow Sea Rim Workshop on Explosion, Combusion and other Energetic Phenomena for Various Environmental Issues
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 島尻マージの動特性評価と数値シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      上原 彰太郎,比嘉 吉一,井山 裕文
    • 学会等名
      日本機械学会 九州学生会 第48回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      西原町,沖縄
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation for Soil Surface Explosion Problem by SPH method2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Hirofumi IYAMA, Ken SHIMOJIMA, Osamu HIGA and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      MULTIPHYSICS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 島尻マージの実験による動特性評価と数値シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      比嘉 吉一,上原 彰太郎,井山 裕文,比嘉 修,下嶋 賢
    • 学会等名
      日本材料学会 第12回 材料の衝撃問題シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental Study and Computational Simulation for Shock Characteristics Estimation of Okinawa's Soils "Jahgaru"2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Hirofumi IYAMA, Ken SHIMOJIMA, Masatoshi NISHI and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      International Symposium on Explosion, Shock wave and High-energy reaction Phenomena 2016 (ESHP2016)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical Simulation of Explosive Forming Using Detonating Fuse2016

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi IYAMA, Yoshikazu HIGA, Masatoshi NISHI and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      International Symposium on Explosion, Shock wave and High-energy reaction Phenomena 2016 (ESHP2016)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computational Prediction of Underwater Shock Wave Propagation and Reflection Behavior at the Interface for Various Acoustic Impedance Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu HIGA, Hirofumi IYAMA, Ken SHIMOJIMA and Shigeru ITOH
    • 学会等名
      Yellow Sea Rim Workshop on Explosion, Combusion and other Energetic Phenomena for Various Environmental Issues (YSR2016)
    • 発表場所
      Kumamoto, Japan
    • 年月日
      2016-07-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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